The Launch Loop (la boucle de lancement)

Je viens de tomber sur cela :
http://www.launchloop.com/
Je reviendrais sur le sujet quand j'aurais eu le temps de l'éplucher.
A première vue, une proposition de dispositif de lancement reposant sur une structure dynamique stabilisée par la force centrifuge. Voir le PDF :
http://www.launchloop.com/isdc2002loop.pdf

Deux croquis explicatifs :


Pas de nouvelle physique, pas de matériaux miracles, même pas de supraconducteurs ; de l'acier, des aimants permanents, des bobines mais aussi des mesures instantanées de distances par faisceaux laser et des transformées de Fourier en pagaille...

Ca à l'air assez sportif, je vais étudier ça...

lambda0 a écrit:Ca à l'air assez sportif, je vais étudier ça...

EDIT 2/10/06 : je viens de me rendre compte que le rotor/câble est creux, ce qui modifie notablement quelques valeurs numériques (corrections en vert).
Je me suis amusé à calculer rapidement les énergies mises en oeuvres, et j'ai obtenu (sauf erreur de calcul de ma part) :
Masse du "rotor" par unité de longueur : 16 3 kg/m
Energie cinétique par unité de longueur du "rotor" : 1,539 GJ/m 294 MJ/m
Energie cinétique totale du "rotor" : 1,5 Mt 380 kt de TNT (75 19 x Hiroshima...)
Délai de mise en course du "rotor" par une centrale de 300 MWe : 238 61 jours
Le tout sur la base de 4000 5400 km de longueur (aller +retour+rampes+boucles), 5 cm de diamètre et une masse volumique de 8000 7800 kg/m³ du "rotor" ; ainsi que du facteur de conversion 4,188 MJ/kg de TNT. EDIT : j'ai pris les paramêtres de la présentation de 2002, pas ceux du papier de 1985.
Plus génant j'ai l'impression qu'un tel câble subirait des tractions supérieures à 1000 fois sa limite élastique... (1,5e12 Pa si je ne me suis pas planté...) sauf à considérer que dans les virages les plus serrés (boucles de retour et coudes aux extrémités des rampes), la force centripète soit exercée par des effets électromagnétiques externes...

Henri a écrit:
...
Plus génant j'ai l'impression qu'un tel câble subirait des tractions supérieures à 1000 fois sa limite élastique... (1,5e12 Pa si je ne me suis pas planté...) sauf à considérer que dans les virages les plus serrés (boucles de retour et coudes aux extrémités des rampes), la force centripète soit exercée par des effets électromagnétiques externes...

Cependant, l'ensemble du système est déjà plus "raisonnable" que l'ascenseur orbital.
Pour ce qui est des dimensions, ça semble impressionnant, mais après tout, on tire bien des cables sous-marins sur des milliers de km.

J'ai pas eu l'occaz de télécharger sur le site donné dans le fil.

Mais j'ai une question : A quoi sa sert ?

doublemexpress a écrit:J'ai pas eu l'occaz de télécharger sur le site donné dans le fil.

Mais j'ai une question : A quoi sa sert ?

Un système de lancement de charges utiles par couplage magnétique de la charge utile à un câble de 4000 km qui parcourt 2000 km à 80 km d'altitude dans un sens puis fait une boucle et revient à basse altitude, puis refait une boucle et recommence son circuit. (le câble est une grande boucle lui-même (voir les graphiques).
Le tout fonctionnerait au niveau de l'équateur en plein Océan Pacifique, la station de départ pourrait se trouver au-dessus d'un îlot quelconque. Le câble se déplacerait à 14 km/s dans le vide dans un manchon au sein duquel il serait stabilisé par des électro-aimants pour ne pas toucher le manchon. Ce serait en fait la force centrifuge (vision des chose depuis le référentiel lié au câble) qui assure la lévitation (d'où le nom de structure dynamique). Des haubans amarrés au plancher océanique éviteraient au système de s'échapper vers l'espace.

lambda0 a écrit:Cependant, l'ensemble du système est déjà plus "raisonnable" que l'ascenseur orbital.
Pour ce qui est des dimensions, ça semble impressionnant, mais après tout, on tire bien des cables sous-marins sur des milliers de km.

En plus, ce sont effectivement des electroaimants qui assurent l'application des forces centripètes (référentiel terrestre) dans les virages empruntés par le câble. Donc la tension sur le câble est en théorie nulle !

Avantages :
- coûts très bas, (la consommation d'énergie électrique essentiellement) mais sur de très gros volumes lancés seulement,
- pas de matériaux miracles, pas de technologie futuristes, pas de nouvelle physique, juste beaucoup de calculs informatiques en temps réel et une nouvelle ingénierie à développer,
- système "scalable" de 5 à 200 tonnes de charge utile selon les versions,
- pas de limitation de gabarit pour la charge utile et pas de champs magnétiques intenses sur de gros volumes susceptibles de perturber le champ terrestre (contrairement à StarTram)
- pas de limitation à LEO : les trajectoires en GTO, évasion, injection lunaire et interplanétaires sont directement accessibles,
- en cas de catastrophe, les dégats se limitent à un joli feu d'artifice à haute altitude. Le système est réparé en quelques mois.
- pas de nanomatériaux susceptibles d'être dangereux pour les voies respiratoires en cas de destruction du système,
- le dispositif fonctionne à l'abris des débris spatiaux et des radiations, et ne constitue pas un danger pour la navigation spatiale, il est de plus facilement évitable par les aéronefs,
- le tout sans jamais dépasser les 3 g (transports de passagers oblige)...
- technologie utilisable pour construire des mega-grattesciels, ou des unités de stockage énergétique compactes (anneau supraconducteurs en rotation rapide dont la cohésion et assurée par des aimants fixes)

Inconvénients :
- azimuth de tir équatorial seulement... Prévoir une bonne propulsion ionique une en fois en orbite pour les torsions d'orbites...
- investissements de départ tout de même assez élevés,
- les personnels qui travaillent sur le site en altitude sont obligés de porter une combinaison d'astronaute et un parachute,
- méga-structure aérienne, pas d'expérience dans ce domaine, il faudrait tester des prototypes à petite échelle,
- projet susceptible de déclencher des cris d’orfraie et une farouche opposition idéologique sous couvert d'environnementalisme.

A noter que le papier qui détaille les questions théoriques du dispositif date un peu : http://www.launchloop.com/launchloop.pdf initialement, c'était un ruban segmenté qui était envisagé.
La présentation à la conférence de l'ISDC2002 modifie le concept en utilisant un câble de section cylindrique (le pilotage d'assiette du câble devient ainsi inutile) et le câble est fabriqué d'une seule pièce : http://www.launchloop.com/isdc2002loop.pdf

Maintenant il y a des critiques fondées :
- des instabilités non prévues se propageant le long du ruban/câble pourraient rendre un tel projet impossible ou très difficile à réaliser...
- la montée en vitesse du câble pourrait être un vrai cauchemard d'ingénierie...
- même si l'auteur ne veux pas contrôler la position du câble par l'action magnétique sur les électroaimants des courants induits dans le câble, mais par simple attraction du câble par les électroaimants sous contrôle électronique, les courants induits dans le câble pourraient tout de même l'amener au dessus de la température de Curie.

A voir...

Ce qui me fait penser qu'un cable conducteur de plusieurs milliers de km se déplaçant à 14 km/s en coupant les lignes de champ magnétique terrestre sur une portion de son trajet est parcouru par un courant induit, qui exerce en retour une force de freinage, qu'il faut donc compenser.
Intéressant problème de méga-ingénierie...

Pour les instabilités : il doit y avoir des modes d'oscillation, fréquences de résonance dans tous les sens, mais tout celà devrait pouvoir se calculer et se gérer. Le seul facteur vraiment aléatoire que je vois a priori est la météo.

A+

lambda0 a écrit:Le seul facteur vraiment aléatoire que je vois a priori est la météo.

A+

Sur l'équateur, il n'y a pas de forces de Coriolis, donc pas d'ouragans... Pour les jet-streams, ils sont éloignés de l'équateur aussi...
Il serait aussi intéressant de voir si des routes aériennes passent dans le secteur...

A+

PS : j'ai corrigé (en vert) les valeurs numériques de mon troisième post de ce sujet pour tenir compte du fait que le câble devrait être en fait creux (diamètre 5 cm et épaisseur 2,45 mm).

Une mise à jour majeure du site LaunchLoop
http://www.launchloop.com/
Avec une mise à jour d'un papier pdf très carré :
http://launchloop.com/slides/launchloop.pdf
Une présentation animée très sympa datée de 2009 (un peu longue à charger peut-être) :
http://launchloop.com/slides/SEloop/index.html (utilisez la barre d'espacement ou votre pavé directionnel pour passer d'une diapo à la suivante)
Lire le fil de ce post pour les détails.
En résumé, c'est une alternative à l'ascenseur spatial qui ne nécessite aucune technologie exotique genre nanotube, seulement de la grosse ingénierie, mais pourrait capter les moyens matériels et humains actuellement engagés sur le concept ascenseur spatial lorsque ses supporters se rendront compte que les matériaux miracles ne seront jamais au rendez-vous.

EDIT : une des nouveautés consiste en l'introduction de contre-poids sur les haubans pour compenser les aléas météo...

Le rotor a l'air de bien chauffer, jusqu'à 900 K dans leurs simulations, et l'évacuation thermique n'est pas évidente (uniquement en radiatif), ce qui serait le facteur limitant la cadence de lancement.
Mais c'est une idée intéressante qui suit son cours, 20000 tonnes de câbles et une centrale électrique de 500 MW,
ce ne serait pas déraisonnable pour lancer quelques dizaines de tonnes par jour.
A suivre.

 
 

 
* apogée d'orbite à forte excentricité

Une autre façon de faire ? en tout cas, une idée intéressante :