Voiliers photoniques
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l'article de aviationweek.com : CubeSail - UK's Low-Cost Answer to Space Debris
Fan de Ducrocq- Messages : 3282
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Voile en forme d'anneau avec un diamètre de 1000 km. L'équipage est au centre.
(Hughes Aircraft Company / Seichi Kiyohara)
Voir aussi ce lien : http://www.romfart.no/NOR/Artikler/S/1982/19820201.asp
http://dedales563.canalblog.com/archives/2010/04/03/17391592.html
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Dans le registre voile solaire, j'ajoute cette information, je ne crois pas qu'elle soit déjà passée (?).
Les aventures extraordinaires d'un savant russe. Par les auteurs français : G.Faure et H.Graffigny (1889-1896).
On y voit un vaisseau quitter la Lune pour un voyage vers Vénus, propulsé par une voile solaire où s'exerce la pression
de la lumière solaire sur un grand écran fixe porté par le vaisseau.
Référence : Encyclopédie Soviétique de l'Astronautique Mondiale (page 330) ; auteur V.P.Glouchko, Editions Mir, 1971.
Les aventures extraordinaires d'un savant russe. Par les auteurs français : G.Faure et H.Graffigny (1889-1896).
On y voit un vaisseau quitter la Lune pour un voyage vers Vénus, propulsé par une voile solaire où s'exerce la pression
de la lumière solaire sur un grand écran fixe porté par le vaisseau.
Référence : Encyclopédie Soviétique de l'Astronautique Mondiale (page 330) ; auteur V.P.Glouchko, Editions Mir, 1971.
Bonjour Astro-Notes,
Très bonne référence ! :)
J’avais demandé le mois dernier quelques explications à Lunarjojo, le spécialiste de Faure et Graffigny et voilà ce qu’il m’avait envoyé
:cheers:
Très bonne référence ! :)
J’avais demandé le mois dernier quelques explications à Lunarjojo, le spécialiste de Faure et Graffigny et voilà ce qu’il m’avait envoyé
:cheers:
Invité- Invité
Fan de Ducrocq a écrit:Une voile solaire pour diminuer les déchets spatiaux:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8590103.stm...
L'article du Figaro:
http://www.lefigaro.fr/sciences-technologies/2010/03/30/01030-20100330ARTFIG00440-vers-un-satellite-nettoyeur-de-debris-spatiaux-.php
Plusieurs études montrent que le problème des déchets pourrait être largement contenu en trouvant un moyen efficace de rabaisser l'orbite des satellites en fin de vie, afin de réduire le temps qu'ils mettent pour redescendre et venir brûler dans les hautes couches de l'atmosphère. C'est exactement ce que proposent de faire les chercheurs de l'université du Surrey avec Cubesail, un tout petit satellite expérimental pesant moins de 3 kg et tenant dans trois cubes de 10 cm de côté empilés les uns sur les autres. L'engin est minuscule - on parle de nanosatellite - mais contient tout de même une grande voile souple en film métallisé de 25 mètres carrés.
Force propulsive inépuisable
«En accrochant une voile de 5 mètres sur 5 mètres à l'objet que l'on veut désorbiter, on accroît très sensiblement sa surface frontale, et le frottement avec les quelques particules résiduelles de l'atmosphère à des centaines de kilomètres d'altitude suffit à grandement accélérer sa descente», explique Vaios Lappas, le concepteur et le responsable du projet Cubesail à l'université du Surrey. La grande surface réfléchissante peut aussi fonctionner comme une voile solaire, en tirant parti de la pression des photons émis par le Soleil pour fournir une force propulsive, petite mais inépuisable, au satellite. Cette voile pourrait servir à l'avenir à rejoindre et s'amarrer aux gros débris spatiaux dont on veut se débarrasser.
Malgré la rusticité, la petite taille du satellite et la jeunesse des étudiants travaillant sur Cubesail, le projet n'a rien d'amateur. Les chercheurs de l'université du Surrey lancent régulièrement des petits satellites depuis 1981, et la société commerciale SSTL, créée par l'université en 1984, emploie désormais 300 personnes et a été rachetée l'année dernière par EADS Astrium.
Si le vol d'essai, qui devrait avoir lieu l'année prochaine, est concluant, «nous envisageons de monter le dispositif sur tous nos futurs satellites», assure sir Martin Sweeting, président de SSTL. Cubesail ne serait alors plus un satellite indépendant, mais un sous-système d'un plus gros satellite, servant à le faire redescendre en fin de vie.
Le projet Cubesail a reçu le soutien d'EADS Astrium, dont des chercheurs mettent au point un autre système d'aérofrein qui devrait équiper le futur satellite scientifique Microscope du Cnes.
Fan de Ducrocq- Messages : 3282
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Merci Astro-Notes, je n’ai pas remarqué cet article intéressant sur les romans d’astronautique.Astro-notes a écrit:
Référence : Encyclopédie Soviétique de l'Astronautique Mondiale (page 330) ; auteur V.P.Glouchko, Editions Mir, 1971.
Pour Georges Le Faure et Henri de Graffigny, Aventures Extraordinaires d'un Savant Russe (1889-91), je ne sais pas si une étude a été faite pour retrouver les sources ayant servi pour ce roman. On y trouve des ingénieurs comme Alcide Fricoulet, des formules de physique et de chimie. On cite beaucoup l’électricité qui était dans l’air du temps …
Keyhole a écrit:
Ce document présente Maxwell comme étant le premier à traiter de la pression exercée par les photons du soleil sur une surface plane. Il confirme d’une part que Tsiolkovski a de près ou de loin "abordé" ou "traité" le même problème et que d’autre part Tsander en a parlé peu après en 1924.
...
Est-ce que l’on peut dire que Maxwell est le premier ? A vous de juger.
Cordialement.
Dans quelle publication de James Clerk Maxwell, je peux trouver cette idée, quand même pas son œuvre colossale de 1500 pages « A treatise on electricity and magnetism » 1873:Maxwell had speculated that light pressure might be observable in the laboratory if sunlight were directed onto a "thin metallic disk, delicately suspended in a vacuum
:study:
Firnas2- Messages : 2416
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La NASA vient de sélectionner trois missions de démonstrations technologiques : voile solaire ; une horloge atomique ultra-précise pour la navigation dans l’espace lointain ; un système de communication optique par laser.
Donc notre Ikaros http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t10163-la-voile-solaire-ikaros?highlight=ikaros devrait avoir en plus de son futur descendant japonais un autre …usonien !
Et comme aux États-Unis d’Amérique on voit toujours plus grand, il aura une surface de voile 7 fois plus grande !
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/aug/HQ_11-272_TDM_Selections.html
Donc notre Ikaros http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t10163-la-voile-solaire-ikaros?highlight=ikaros devrait avoir en plus de son futur descendant japonais un autre …usonien !
Et comme aux États-Unis d’Amérique on voit toujours plus grand, il aura une surface de voile 7 fois plus grande !
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/aug/HQ_11-272_TDM_Selections.html
Giwa- Donateur
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XIII a écrit:Je me pose une question idiote...
Est il possible de freiner avec une voile solaire ? Et si oui, comment ?
La question n'est pas idiote ! ;)
Bien sûr que oui! La voile peut servir de rétrofusée en l'orientant de travers pour réfléchir les photons dans le sens du déplacement (pour les amateurs de navigation une anti-allure de travers) Alors le voilier solaire va se rapprocher du Soleil...mais ce piqué va lui faire reprendre de la vitesse ...Les paradoxes de la mécanique spatiale ;)
Bon, je vais à table et un peu plus tard j'ajouterai un peit schéma ...je suis du midi et il faut prendre son temps !:)
Giwa- Donateur
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La poussée photonique F perpendiculaire à la voile [en première approximation) se décompose en deux forces Fv et Fh.
Dans un premier temps Fv peut éloigner légérement du Soleil le voilier. Mais ensuite Fh agit comme force de freinage et réduit provisoirement la vitesse orbitale. Le voilier pique alors vers le Soleil et regagne de la vitesse .
PS:Une explication plus rigoureuse -mais malheureusement plus abstraite -ferait appel aux variations d'énergie cinétiques et potentielle sous l'effet des travaux des forces
Dernière édition par Giwa le Ven 26 Aoû 2011 - 9:57, édité 1 fois
Giwa- Donateur
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Merci de cette réponse super clair en tout cas.
Une voile solaire est donc forcément en orbite solaire si je comprend bien, on peut donc "remonté" au vent comme en bateau si j'ai bien compris. Quoi qu'il arrive, il faut raisonné avec l'environnement gravitationnelle de la voile quoi qu'il arrive pour raisonner.
Une voile solaire est donc forcément en orbite solaire si je comprend bien, on peut donc "remonté" au vent comme en bateau si j'ai bien compris. Quoi qu'il arrive, il faut raisonné avec l'environnement gravitationnelle de la voile quoi qu'il arrive pour raisonner.
XIII a écrit:Merci de cette réponse super clair en tout cas.
Une voile solaire est donc forcément en orbite solaire si je comprend bien, on peut donc "remonté" au vent comme en bateau si j'ai bien compris. Quoi qu'il arrive, il faut raisonné avec l'environnement gravitationnelle de la voile quoi qu'il arrive pour raisonner.
Effectivement il y a certaines analogies avec la navigation à voile où la force de gravitation remplace les forces hydrauliques exercées sur la dérive du voilier. Pour les skippers cela se complique encore plus puisque le nombre d'allures est doublé: à chaque allure , il y a son anti.
On peut se placer en vent - de lumière - de travers ou d'anti-travers (cas du schéma) ...et pour partir vers les étoiles au grand largue ! ;)
Sinon , il serait quant-même possible d'être en orbite terrestre en louvoyant ...mais à distance d'au moins 10 000 km pour que la poussée photonique surpasse la trainée atmosphérique . D'ailleurs à ce sujet , la petite voile spatiale Nanosail n'est pas une voile solaire , mais un " parachute " qui est entrain progressivement de revenir dans les couches denses de l'armosphère.
Giwa- Donateur
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Giwa a écrit:
D'ailleurs à ce sujet , la petite voile spatiale Nanosail n'est pas une voile solaire , mais un " parachute " qui est entrain progressivement de revenir dans les couches denses de l'armosphère.
Giwa, c’est une question que je me posais depuis un moment. Ne peut-on pas dire que NanoSail-D2 est une voile solaire (forme, déploiement, différence avec les autres satellites) mais pas un voilier photonique (propulsée par la pression photonique) ?
Tu vas dire que je joue sur les mots :)
Giwa a écrit:Effectivement il y a certaines analogies avec la navigation à voile
Au moins, pas de problème de vent apparent !
D@vid- Messages : 422
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Aldebarande a écrit:Giwa a écrit:
D'ailleurs à ce sujet , la petite voile spatiale Nanosail n'est pas une voile solaire , mais un " parachute " qui est entrain progressivement de revenir dans les couches denses de l'armosphère.
Giwa, c’est une question que je me posais depuis un moment. Ne peut-on pas dire que NanoSail-D2 est une voile solaire (forme, déploiement, différence avec les autres satellites) mais pas un voilier photonique (propulsée par la pression photonique) ?
Tu vas dire que je joue sur les mots :)
On peut intrinsèquement considérer Nanosail – D (il faut bien insister sur ce D pour drag en anglais …soit trainée en français) comme une voile solaire puisqu'elle possède une surface réfléchissante...mais aux basses altitudes où elle navigue la trainée atmosphérique est supérieure à la poussée photonique …et donc elle fonctionne actuellement en mode « trainée » : « Drag mode »
Il n’ y a pas de différence fondamentale entre un voilier solaire et un voilier photonique sauf que l’expression voilier photonique est plus générale puisque elle inclut les cas où les photons (les grains de lumière) puissent provenir d’une autre source que notre étoile : le Soleil.
On peut envisager par exemple de propulser dans l’espace un voilier photonique au moyen des photons émis par un giga laser …et pour faire un peu de science-fiction lors de voyages interstellaires en faisant du « cabotage » entre les étoiles au moyen de leurs photons.
D@vid a écrit:Giwa a écrit:Effectivement il y a certaines analogies avec la navigation à voile
Au moins, pas de problème de vent apparent !
Je vois que j'ai affaire à un expert ;)
Effectivement tant que le voilier photonique galactique n'atteindra pas des vitesses sublumiques par effet de fronde sur un trou noir (où il y aura intérêt à mettre à la cape) ...et alors ce sera la fréquence des photons qui se trouvera modifiée donc leur quantité de mouvement. Voilà un super sujet de SF !;)
Giwa- Donateur
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XIII a écrit:Se mettre à la cape face à un trou noir n'est pas une bonne idée...
Le mieux, c'est le frôler à quelques millions de km suffisamment rapidement pour éviter de tomber dans le puit gravitationnelle.
J'apprécie le ton humouristique de ce message ! :D
Je suis tombé sur cet article parlant de vitesse subluminique et de voyages spatiaux dans la SF :
[EDIT : Oups, il s'agissait du premier message de ce fil de discussion! Mais le site web est intéressant...]
"Le voilier photonique l'Ame, décrit par Cordwainer Smith dans la nouvelle la Dame aux Etoiles, tirée de la série les Seigneurs de l'Instrumentalité, donne une idée de la taille gigantesque que devraient avoir les voiles d'un tel astronef pour avoir une chance de transformer le moindre rayonnement lumineux en force motrice : la voile principale de l'engin mesure en effet 40 000 km dans sa plus grande largeur sur une longueur totale de 160 000 km"
D@vid- Messages : 422
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D@vid a écrit:Au moins, pas de problème de vent apparent !Giwa a écrit:Effectivement il y a certaines analogies avec la navigation à voile
La plus grande différence, entre un voilier solaire dans l'espace et un voilier éolien sur l'eau, c'est l'eau, justement. Sur un voilier "classique", les voiles servent essentiellement à propulser le navire pas à le diriger. Évidemment, avec le vent le voilier dérive, mais c'est le safran qui, en prenant appui sur l'eau, permet de diriger le bateau.
Dans l'espace, tout l'art de la navigation à la voile, c'est de concilier les deux rôles de la voile : propulsion et direction.
Dominique B.- Messages : 534
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Il est certain qu’un voilier photonique n’est pas identique à un voilier éolien, mais il existe tout de même des analogies qui peuvent être utiles –dans un premier temps –à la compréhension du fonctionnement du premier.
Certes le champ de gravitation (déformation de l’Espace-temps sous l’effet des masses) n’est pas l’eau sur lequel navigue un voilier éolien, mais il reste nécessaire à la remontée contre la lumière du voilier photonique comme l’est l’eau pour le second. D’ailleurs un voilier photonique propulsé par la lumière d’un méga laser, qui s’éloignerait du champ de gravitation du système solaire ne pourrait revenir et ne pourrait voguer qu’en vent arrière –de lumière . La seule possibilité serait de détacher en avant de ce vaisseau photonique un énorme miroir pour réfléchir la lumière en sachant que ce miroir subirait alors une accélération l’éloignant progressivement du vaisseau. Heureusement qu’il reste la ressource d’utiliser la lumière émise par les autres étoiles à leur proximité.
Sinon pour revenir au safran qui permet de faciliter les changements de direction sur un voilier éolien, il faut remarquer qu’il n’est pas absolument indispensable puisque tout l’art des virements cherche à l’utiliser le moins possible pour réduire les frottements hydrauliques qu’il induit. Pour un virement vent debout pour un petit voilier possédant une grand voile et un foc, il faut dans un premier temps border la grand voile et choquer le foc avant d’inverser cette manœuvre après le passage par le vent de debout … et sur une planche à voile, il n’y a même plus de safran . N’oublions pas non plus que le safran n’a qu’un rôle secondaire dans l’antidérive d’un voilier qui est assuré principalement par d’autres parties vives de la coque. Sur un petit voilier par exemple par une dérive à bascule que l’on remonte en vent arrière pour gagner de la vitesse.
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_d%27un_navire_sous_voiles#Centre_de_d.C3.A9rive_.28ou_anti_d.C3.A9rive.29_not.C3.A9_CD
Centre de dérive (ou anti dérive) noté CD
En plus des remarques déjà faites dans le paragraphe centre de carène, le centre de dérive est situé dans les œuvres vives donc en bas. L'effort associé au centre de dérive est composé d'une résistance à l'avancement du navire et également si les œuvres vives se comportent comme un profil à une portance perpendiculaire à la résistance à l'avancement.
Le centre de dérive inclut toutes les œuvres vives donc également les appendices : safran, quille, foil, plan anti-dérive.
Il est pas rare que la littérature décompose la carène en plusieurs parties: la coque et ses appendices (coque, safran, quille, dérive ...) et donc décompose le centre en plusieurs sous-centres.
Certes le champ de gravitation (déformation de l’Espace-temps sous l’effet des masses) n’est pas l’eau sur lequel navigue un voilier éolien, mais il reste nécessaire à la remontée contre la lumière du voilier photonique comme l’est l’eau pour le second. D’ailleurs un voilier photonique propulsé par la lumière d’un méga laser, qui s’éloignerait du champ de gravitation du système solaire ne pourrait revenir et ne pourrait voguer qu’en vent arrière –de lumière . La seule possibilité serait de détacher en avant de ce vaisseau photonique un énorme miroir pour réfléchir la lumière en sachant que ce miroir subirait alors une accélération l’éloignant progressivement du vaisseau. Heureusement qu’il reste la ressource d’utiliser la lumière émise par les autres étoiles à leur proximité.
Sinon pour revenir au safran qui permet de faciliter les changements de direction sur un voilier éolien, il faut remarquer qu’il n’est pas absolument indispensable puisque tout l’art des virements cherche à l’utiliser le moins possible pour réduire les frottements hydrauliques qu’il induit. Pour un virement vent debout pour un petit voilier possédant une grand voile et un foc, il faut dans un premier temps border la grand voile et choquer le foc avant d’inverser cette manœuvre après le passage par le vent de debout … et sur une planche à voile, il n’y a même plus de safran . N’oublions pas non plus que le safran n’a qu’un rôle secondaire dans l’antidérive d’un voilier qui est assuré principalement par d’autres parties vives de la coque. Sur un petit voilier par exemple par une dérive à bascule que l’on remonte en vent arrière pour gagner de la vitesse.
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_d%27un_navire_sous_voiles#Centre_de_d.C3.A9rive_.28ou_anti_d.C3.A9rive.29_not.C3.A9_CD
Centre de dérive (ou anti dérive) noté CD
En plus des remarques déjà faites dans le paragraphe centre de carène, le centre de dérive est situé dans les œuvres vives donc en bas. L'effort associé au centre de dérive est composé d'une résistance à l'avancement du navire et également si les œuvres vives se comportent comme un profil à une portance perpendiculaire à la résistance à l'avancement.
Le centre de dérive inclut toutes les œuvres vives donc également les appendices : safran, quille, foil, plan anti-dérive.
Il est pas rare que la littérature décompose la carène en plusieurs parties: la coque et ses appendices (coque, safran, quille, dérive ...) et donc décompose le centre en plusieurs sous-centres.
Giwa- Donateur
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Dominique B. a écrit:D@vid a écrit:Au moins, pas de problème de vent apparent !Giwa a écrit:Effectivement il y a certaines analogies avec la navigation à voile
La plus grande différence, entre un voilier solaire dans l'espace et un voilier éolien sur l'eau, c'est l'eau, justement. Sur un voilier "classique", les voiles servent essentiellement à propulser le navire pas à le diriger. Évidemment, avec le vent le voilier dérive, mais c'est le safran qui, en prenant appui sur l'eau, permet de diriger le bateau.
Dans l'espace, tout l'art de la navigation à la voile, c'est de concilier les deux rôles de la voile : propulsion et direction.
[Hors sujet d'un "voileux"]
En faite, ce que tu dis sur les Safrans et leur rôle est typique d'une réflexion de terrien qui pense, à tord, que le safran est un genre de volant ou de guidon qui assure à lui seul la direction d'un bateau.
Hors, quand tu pratiques la voile (pas le bateau à moteur), tu te rends assez vite compte que le safran permet surtout de "garder un cap" en changer mais qu'il a ces "limites" dans la direction fine d'un bateau et que la GV, le génois (la voile avant) permette aussi de diriger le bateau (et parfois avec plus d'efficacité que de s'exciter sur la barre). Du coup, une voile de bateau permet la "propulsion" mais assure aussi la "direction" d'un bateau. Il est même possible de changer de cap et piloter un bateau qui a perdu son safran en étant "fin" sur les commande et adapté son allure (faut que le vent soit pas trop violent non plus).
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