Ping-pong photonique

Certains pensent pouvoir améliorer considérablement le "rendement" de la poussée photonique par laser en créant une cavité entre le système émetteur et le vaisseau...

http://www.baeinstitute.com/tech_advPropulsion.html
http://www.baeinstitute.com/pr1.html
Accroche "commerciale" :
"Our patent-pending, innovative, yet highly realistic, photon propulsion concept capable of accelerating spacecraft to near light speed without propellant. Using rapidly evolving laser technology, it is predicted that the implementation of a MW level of PLP can be achieved within several years. MW class PLP rockets will be capable of launching small payloads with weights in the order of kg, such as nanosatellites or small parts for space stations, into LEO in a single stage reusable platform, or of accelerating them to unprecedented high speed for rapid-outcome deep space exploration. The scaling of PLP to higher power will be capable of accelerating spacecraft to near light speed. A small scale PLP, Photonic Laser Thruster (PLT) has recently been successfully demonstrated by Bae Institute, and the result has demonstrated the principle of PLP by amplifying photon thrust by 3,000 times. The Bae Institute's PLP will significantly impact, if not revolutionize, the space industries and military space applications."

Tiens, Landis est aussi dans le coup :
http://www.rametzger.com/nonfic-mblbs.htm

Bon, tout celà est quand même un peu surprenant d'un point de vue énergétique et demande réflexion (si j'ose dire!)...

Les recherches suivent leur cours, présentation en septembre...
http://www.photonics.com/content/news/2007/September/7/88894.aspx

Site :
http://www.baeinstitute.com/
Articles techniques disponibles ici :
http://www.baeinstitute.com/articles.html

Intéressant effectivement ! Je suis impatient de lire le papier préparé pour la conférence de l'AIAA.

Un article sur Centauri Dreams :

http://www.centauri-dreams.org/?p=1075

Un intervenant évoque le chiffre hallucinant de 40 millions de secondes d'ISP, je ne sais pas d'où sort ce chiffre :shock:

Tout ça m'a l'air intéressant mais rapporter six mois de voyage à une semaine ce n'est pas exagéré?

lambda0 a écrit:Certains pensent pouvoir améliorer considérablement le "rendement" de la poussée photonique par laser en créant une cavité entre le système émetteur et le vaisseau... Bon, tout celà est quand même un peu surprenant d'un point de vue énergétique et demande réflexion (si j'ose dire!)...

En effet!... car, pour un photon donné, même le décalage spectral vers le rouge (décalage spectral cumulatif [jusqu'à 3000 fois] et résultant de l'augmentation de la vitesse d'éloignement entre le laser et la cible/charge-utile) doit être négligé!

1-puisque la vitesse, c, du photon, est définitivement constante
et
2-puisqu'il n'est pas décallé vers le rouge (on pense au cas limite où l'on n'aurait qu'un seul photon entre deux miroirs de masse importante, la vitesse d'éloignement étant négligeable)...

Mais que perd donc (énergie) un photon lorsqu'il est réfléchi?
A-t-on un décallage spectral vers le rouge qui ne serait pas dû à la vitesse relative des deux miroirs?
Il DOIT perdre en énergie la quantité d'énergie qui correspond à sa "poussée" (son travail) sur chaque miroir et à chaque réflexion.
Toute image réfléchie est-elle plus "rouge"?
J'aimerais bien avoir réponse à cette question (perturbante).

SkyLab a écrit:Tout ça m'a l'air intéressant mais rapporter six mois de voyage à une semaine ce n'est pas exagéré?

Ca serait carrément une révolution!

c'est vrai que c'est une bonne question, ؟؟؟ mais quelle énergie pert donc le photon ???? :???:

Socrates a écrit:
...
Il DOIT perdre en énergie la quantité d'énergie qui correspond à sa "poussée" (son travail) sur chaque miroir et à chaque réflexion.
Toute image réfléchie est-elle plus "rouge"?
J'aimerais bien avoir réponse à cette question (perturbante).

Oui, je pense que c'est ça, il y a un effet Doppler, mais je n'ai pas étudié très avant la question.

Bon, je ne crois quand même pas qu'on va lancer des vaisseaux de 300 tonnes vers Mars de cette façon. Par contre, ça peut être intéressant pour maintenir des formations de satellites, ou peut-être accélérer une sonde.
Ca dépend aussi de la puissance du laser.

A+

Salut,

très intéressant - surtout que 3000 semble une performance déjà "dégradée" par rapport à un rendement multiplicatif (je sais pas si c'est le bon terme) théorique qui peut aller jusqu'à 100 000 :shock:

Est ce que quelqu'un a vu un schéma théorique ? Ce que je ne comprend pas c'est le principe permettant de maintenir la focalisation des faisceaux lors du "ping pong".

a+

Gilgamesh a écrit:Salut,
très intéressant - surtout que 3000 semble une performance déjà "dégradée" par rapport à un rendement multiplicatif (je sais pas si c'est le bon terme) théorique qui peut aller jusqu'à 100 000 :shock:
Est ce que quelqu'un a vu un schéma théorique ? Ce que je ne comprend pas c'est le principe permettant de maintenir la focalisation des faisceaux lors du "ping pong".
a+

Oui, dans la documentation référencée plus haut, il y a des schémas et explications. Ce gain est limité par la réflectivité du miroir (on retrouve un facteur en 1/(1-R) (1)). Pour que ça puisse marcher (maintenir la focalisation), il faut que le profil de champ corresponde à un mode propre de la cavité, ce qui est déterminé par la forme des miroirs.

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/1047Bae.pdf
(voir figure 4)

Noter quand même l'application spectaculaire : avec ce principe, l'auteur prétend qu'il serait possible d'atteindre la stabilité nécessaire pour construire un hypertéléscope à partir de miroirs volant en formation, capable de résoudre 300 m à 10 parsecs !

((1) il est intéressant de faire le calcul en faisant tendre R vers 1 : la formule ci-dessus n'est alors plus valable et on se retrouve avec un petit problème de cinématique relativiste).

lambda0 a écrit:

Gilgamesh a écrit:Salut,
très intéressant - surtout que 3000 semble une performance déjà "dégradée" par rapport à un rendement multiplicatif (je sais pas si c'est le bon terme) théorique qui peut aller jusqu'à 100 000 :shock:
Est ce que quelqu'un a vu un schéma théorique ? Ce que je ne comprend pas c'est le principe permettant de maintenir la focalisation des faisceaux lors du "ping pong".
a+

Oui, dans la documentation référencée plus haut, il y a des schémas et explications. Ce gain est limité par la réflectivité du miroir (on retrouve un facteur en 1/(1-R) (1)). Pour que ça puisse marcher (maintenir la focalisation), il faut que le profil de champ corresponde à un mode propre de la cavité, ce qui est déterminé par la forme des miroirs.

http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/1047Bae.pdf
(voir figure 4)


((1) il est intéressant de faire le calcul en faisant tendre R vers 1 : la formule ci-dessus n'est alors plus valable et on se retrouve avec un petit problème de cinématique relativiste).

Merci lambda. Le principe est donc de disposer les miroirs sur une sphère virtuelle de manière à ce qu'ils soient confocaux.

Noter quand même l'application spectaculaire : avec ce principe, l'auteur prétend qu'il serait possible d'atteindre la stabilité nécessaire pour construire un hypertéléscope à partir de miroirs volant en formation, capable de résoudre 300 m à 10 parsecs !

Ou stabiliser un miroir d'un seul tenant de 1 km de diamètre ! Au passage, j'apprends l'existence de la technique du Stretched Membrane with Electrostatic Curvature (SMEC) Mirrors (membrane sous tension à courbure électrostatique).

Very exciting.