Deux articles récents de Marc G. Millis

Merci
:)

Des articles de fond intéressants...
Je n'ai fait que survoler, je lirais tout ça plus en détail ce soir.
Juste quelques remarques naives :
Le fait de définir le "space drive" ("espace moteur" en français ?) simplement comme un dispositif convertissant une énergie potentielle en une énergie cinétique est encore un cas particulier.
Ces calculs de gains par rapport à la propulsion conventionnelle ont un sens tant que la notion de vitesse, et donc d'énergie cinétique, en ont un, ce qui est un peu délicat pour certains dispositifs dont le fonctionnement repose sur une manipulation de la métrique de l'espace-temps, comme le distorseur d'Alcubierre.
Il me semble que le calcul du gain ultime qu'on pourrait attendre d'une "propulsion" exotique devrait considérer que le minimum d'énergie requis pour un transfert entre deux points de l'univers est simplement la différence d'énergie potentielle gravitationnelle.

Le second point est que même quand les notions de vitesse et d'énergie cinétique ont un sens, on pourrait aussi bien considérer que cette énergie peut être temporairement prélevée "quelque part" et restituée ensuite puisque la vitesse est nulle au départ et à l'arrivée, auquel cas cette énergie cinétique n'apparaitrait pas dans le bilan.
Physiquement, ce n'est pas totalement inconcevable : on connait des violations apparentes temporaires de la conservation de l'énergie au niveau quantique, dans la limite de la relation d'incertitude temps-énergie d'Heisenberg.

Mais bon, avant de dire trop de bétises, je vais étudier tout celà d'un peu plus près...

A+

lambda0 a écrit:...Ces calculs de gains par rapport à la propulsion conventionnelle ont un sens tant que la notion de vitesse, et donc d'énergie cinétique, en ont un, ce qui est un peu délicat pour certains dispositifs dont le fonctionnement repose sur une manipulation de la métrique de l'espace-temps, comme le distorseur d'Alcubierre.
Il me semble que le calcul du gain ultime qu'on pourrait attendre d'une "propulsion" exotique devrait considérer que le minimum d'énergie requis pour un transfert entre deux points de l'univers est simplement la différence d'énergie potentielle gravitationnelle.

Le second point est que même quand les notions de vitesse et d'énergie cinétique ont un sens, on pourrait aussi bien considérer que cette énergie peut être temporairement prélevée "quelque part" et restituée ensuite puisque la vitesse est nulle au départ et à l'arrivée, auquel cas cette énergie cinétique n'apparaitrait pas dans le bilan.
Physiquement, ce n'est pas totalement inconcevable : on connait des violations apparentes temporaires de la conservation de l'énergie au niveau quantique, dans la limite de la relation d'incertitude temps-énergie d'Heisenberg...A+

L'aspect que tu soulignes apparaît immédiatement aux habitués, mais attention, la différence de vitesse Delta_v entre le point de départ et le point d'arrivée ne peut pas non plus être ignorée, le produit m(Delta_v)²/2 doit bien être ajouté à la différence d'énergie potentielle... Pour prendre l'étoile de Barnard comme exemple, son mouvement propre par rapport au soleil est assez conséquent.
Maintenant, Millis n'est pas idiot, il feint de croire nécessaire un Delta_V galliléen d'accélération et de freinage dans tous les cas de figures car il est aussi prudent... Et même dans ce cas "pessimiste" il démontre que l'équation de Tsiolkovsky plombe l'astonautique interstellaire...
Là où il y aurait à redire est sur son coefficient modeste de comparaison entre un "drive hypothétique" et les lanceurs orbitaux courants. Il feint d'ignorer le rendement de transformation de l'énergie chimique en énergie propulsive des ergols, conséquence le coeff. est nettement plus élevé en réalité que les 3,58 annoncés et pourrait fleurter avec les 7 ou 8.

Henri a écrit:
...Maintenant, Millis n'est pas idiot, il feint de croire nécessaire un Delta_V galliléen d'accélération et de freinage dans tous les cas de figures car il est aussi prudent... Et même dans ce cas "pessimiste" il démontre que l'équation de Tsiolkovsky plombe l'astonautique interstellaire...

Encore qu'on a bien quelques idées pour le vol interstellaire en contournant la formule de Tsiolkovski tout en restant dans le cadre de la physique conventionnelle : ramjet de Bussard, énergie acheminée par faisceau, etc.
Le cas du ramjet de Bussard est intéressant car bien que ce dispositif soit basé sur de la physique conventionnelle, on y retrouve déjà cette idée de "puiser" quelque chose dans l'espace pour contourner la formule de Tsiolkovski, et une variante aboutit bien à une Isp infinie...
Les analyses de Millis pourraient donc bien éventuellement être pertinentes pour des dispositifs concevables selon la physique connue, où la masse de réaction et/ou la source d'énergie sont externes au vaisseau.

A+

Effectivement je n'avait pas pensé à cet aspect plus conventionnel des choses.
Maintenant je vais aussi calculer le rendement énergétique de transformation de l'énergie chimique en énergie propulsive d'un moteur fusée.
Pour le rendement de tranformation de l'énergie propulsive en énergie cinétique finale du lanceur sec et de sa charge utile j'avais déjà calculé cela dans les fichiers Excel, Maple et Derive suivants :
http://minilien.com/?kNXGEU90pY
(voir les deux onglets du fichier Excel)

Je viens donc de calculer le rendement de transformation de l'énergie chimique du tandem LOX/LH2 en énergie mécanique propulsive dans le petit fichier Excel suivant :

"Rendement Chimique-Propulsif LOX-LH2.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY

On tourne tout de même à 75%, et comme le rendement de transformation de l'énergie propulsive en énergie cinétique de la charge utile et de la fusée sèche plafonne à 64,76%,

(cf. fichier "Rendement fusée.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY)

on voit donc que la fusée LOX/LH2 à un seul étage plafonne à un rendement théorique maximal de 48,6% (énergie chimique -> énergie cinétique finale de l'ensemble sec).

Henri a écrit:Je viens donc de calculer le rendement de transformation de l'énergie chimique du tandem LOX/LH2 en énergie mécanique propulsive dans le petit fichier Excel suivant :

"Rendement Chimique-Propulsif LOX-LH2.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY

On tourne tout de même à 75%, et comme le rendement de transformation de l'énergie propulsive en énergie cinétique de la charge utile et de la fusée sèche plafonne à 64,76%,

(cf. fichier "Rendement fusée.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY)

on voit donc que la fusée LOX/LH2 à un seul étage plafonne à un rendement théorique maximal de 48,6% (énergie chimique -> énergie cinétique finale de l'ensemble sec).

Merci beaucoup pour ces liens précieux

Henri a écrit:Je viens donc de calculer le rendement de transformation de l'énergie chimique du tandem LOX/LH2 en énergie mécanique propulsive dans le petit fichier Excel suivant :

"Rendement Chimique-Propulsif LOX-LH2.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY

On tourne tout de même à 75%, et comme le rendement de transformation de l'énergie propulsive en énergie cinétique de la charge utile et de la fusée sèche plafonne à 64,76%,

(cf. fichier "Rendement fusée.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY)

on voit donc que la fusée LOX/LH2 à un seul étage plafonne à un rendement théorique maximal de 48,6% (énergie chimique -> énergie cinétique finale de l'ensemble sec).

J'étais aussi arrivé à cet optimum du rapport d'énergie cinétique pour v=1.6*ve. On voit là que l'on est déjà pratiquement à l'optimum énergétique en utilisant LOX/LH2 pour se satelliser depuis la surface terrestre (légèrement sur la pente desendante de la courbe).
Pour ce qui est du second calcul, on peut se demander où passe la différence entre l'énergie chimique disponible et l'énergie cinétique, et dans quelle mesure ce rendement de 75% est une vraie limite théorique.
Mais globalement, on voit quand même qu'une fusée à un excellent rendement, si on ose la comparaison avec des dispositifs thermodynamiques courants comme les moteurs à explosion.

A+

Merci Henri, mes cours de thermodynamique commence à dater un peu

lambda0 a écrit:

Henri a écrit:Je viens donc de calculer le rendement de transformation de l'énergie chimique du tandem LOX/LH2 en énergie mécanique propulsive dans le petit fichier Excel suivant :

"Rendement Chimique-Propulsif LOX-LH2.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY

On tourne tout de même à 75%, et comme le rendement de transformation de l'énergie propulsive en énergie cinétique de la charge utile et de la fusée sèche plafonne à 64,76%,

(cf. fichier "Rendement fusée.xls" à http://minilien.com/?kNXGEU90pY)

on voit donc que la fusée LOX/LH2 à un seul étage plafonne à un rendement théorique maximal de 48,6% (énergie chimique -> énergie cinétique finale de l'ensemble sec).

J'étais aussi arrivé à cet optimum du rapport d'énergie cinétique pour v=1.6*ve. On voit là que l'on est déjà pratiquement à l'optimum énergétique en utilisant LOX/LH2 pour se satelliser depuis la surface terrestre (légèrement sur la pente desendante de la courbe).
Pour ce qui est du second calcul, on peut se demander où passe la différence entre l'énergie chimique disponible et l'énergie cinétique, et dans quelle mesure ce rendement de 75% est une vraie limite théorique.
Mais globalement, on voit quand même qu'une fusée à un excellent rendement, si on ose la comparaison avec des dispositifs thermodynamiques courants comme les moteurs à explosion.

A+

En fait j'ai picoré sur le net la valeur numérique de l'enthalpie de formation de H20 gazeux, car c'est sous cette forme qu'il est éjecté d'une chambre de combustion. Maintenant si on prends l'enthalpie de formation de H2O liquide (-285,6 kJ/mol) - c'est bien la réalité de notre investissement énergétique - et une impulsion spécifique moyenne de 430 s seulement ce qui est plus raisonnable, on n'obtient plus qu'un rendement de 58%... (cf. le fichier "Rendement Chimique-Propulsif LOX-LH2 (version pessimiste).xls" à l'adresse http://minilien.com/?kNXGEU90pY). Avec le coeff. de Millis de 3,58 (énergie propulsive/énergie cinétique finale de la navette et sa charge utile) pour un lanceur à 1 étage & demi comme la navette le rendement global tourne plutot à 0,58/3,58 = 16%... Ce qui est encore pas mal, mais commence à laisser une bonne marge de progression possible pour des systèmes d'accélération électromagnétique ou autre drives imaginables.

[Réactivation ancien sujet]

(mars 2006..., ça doit être mon record de nécro, mais ce type de sujet est assez intemporel)

La densité d'énergie du vide, exprimée en masse, étant estimée généreusement entre 10^-26 kg/m3 et 10^98 kg/m3, il parait y avoir quelques directions de recherche théorique intéressantes. Mais d'ici à ce qu'on trouve le moyen de pomper l'énergie du vide, et sans provoquer l'annihilation de l'univers, Millis résume dans cet article différentes approches
pouvant "révolutionner" la physique de la propulsion :
http://arxiv.org/abs/1101.1063

Article pas très long, intéressant surtout comme point d'entrée pour une bibliographie.
Résumé graphique en table 1, page 4... sur les "transducteurs d'ondes gravitationnelles", "propulseur à oscillation d'inertie", "batteries Casimir", "warp drive" et divers "worm holes".

Référencé depuis le blog "Centauri dreams" :
http://www.centauri-dreams.org/?p=16202