Qu'est ce qui nous freine dans le vide ?

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Message le Ven 8 Jan 2010 - 19:31


Bonsoir à tous,

Je faisais des recherches sur les moyens de se déplacer dans l'espace et une vieille question que je m'étais formulé étant petit m'est revenue. Seulement impossible de trouver de bons éléments de réponses via Google.
La voici donc: Etant dans l'espace à l'abri de toute force et notre déplacement étant à vitesse constante à un instant t, quelle est la raison pour laquelle nous voyons nous freiner après une certaine durée?

En outre, je dispose d'autres questions. Quel est le combustible le plus utilisé pour se déplacer dans l'espace ? Si tant est supposé que l'on fasse brûler quelque chose là-haut pour avancer ce qui nécessiterait de l'air. Pour se déplacer, comment cela se passe-t-il ?
J'ai lu cet article: http://fr.wikipedia.org/wiki/Projet_Orion très intéressant sur le Projet Orion, dont le but était de se déplacer grâce à l'énergie nucléaire. Nos vitesses pourraient atteindre des vitesses sensationnelles et ce que je me demande c'est: si il y avait un tout petit bout de rocher qu'on ne puisse voir même avec des instruments de pointe à des milliers/millions de kilomètres, comment ferions nous alors pour envisager de voyager encore plus vite ? Je doute qu'à ces vitesses quelconque bouclier ne puisse résister à un tel impact. Quels techniques envisager pour faire dévier ces débris? (bouclier électromagnétique ou autre déflecteur :blbl: )

Apollo

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il me semble que quel que soit l'état du vide, il reste quand même quelques particules qui au fur et à mesure ralentisse ta trajectoire.

Dans l'espace, on apporte avec soi le carburant et le comburant (oxydant) que ce soit pour un étage de fusée ou un vaisseau spatial. Pour un astronaute, une bouffée de gaz (azote, oxygène) sous pression suffit à la propulser dans une direction
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Avez-vous une idée de l'ampleur de ce ralentissement ? Par quels procédés sont effectués les changements de trajectoire ?

Apollo

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@Apollo a écrit:Etant dans l'espace à l'abri de toute force et notre déplacement étant à vitesse constante à un instant t, quelle est la raison pour laquelle nous voyons nous freiner après une certaine durée?
Attention, tu n'est pas du tout à l'abri de toute force dans l'espace. Heureusement, sinon on ne pourrait pas marcher sur Terre, la Terre ne tournerait pas autour du soleil, et les astronautes n'auraient pas marché sur la Lune.

Tout au plus, dans le vide absolu et sans aucun contact avec le sol, tu as une absence de force non-gravitationnelle.

Sinon dans la vraie vie, tu as une pléthore de forces dans l'espace:
- Quand on est proche d'une planète, pas mal d'atmosphère résiduelle. C'est la force principale qui ralentit l'ISS par exemple et nécessite de la faire remonter. C'est grâce à elle aussi que Mars Global Surveyor a pu perdre de l'énergie pour parfaire sa mise sur orbite autour de Mars.
- Quand on est près d'une étoile, une force due à la quantité de mouvement que véhicule la lumière. Cette force devient non négligeable pour une sonde qui part vers une autre planète,et d'autant plus si elle est dans le système solaire intérieur. Par exemple, si on n'en tient pas compte pour aller sur Mercure ou Venus, on risque fort de finir au plancher (ou perdu dans l'espace) au lieu de s'y satelliser.
- D'autres forces, comme les micro-fuites des réservoirs de carburant, qui ont un impact mesurable sur les trajectoires interplanétaires. Exemple: Apollo 13, qui n'a pas eu une micro-fuite mais carrément une fuite gigantesque, a eu sa trajectoire nettement modifiée.

Pour ce qui est de l'importance de toutes ces forces, elles dépendent en général de pas mal de paramètres, et tu trouveras sans problème ton bonheur avec Google ;)
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Admettons que nous soyons "perdus" entre deux Galaxies à des milliers d'AL, notre vitesse pourrait-elle s'approcher d'une quasi constante par exemple sur une année ( même en considérant les microfuites dont tu parles ?) ou bien ces fuites sont vraiment significatives ?

Apollo

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C'est du chipotage, j'en suis conscient mais je voulais avoir un aperçu de réponse ^^ , merci (d'avance) en tout cas!

Apollo

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Pour simplifier, rien ne freine un corps qui se déplace dans le vide, jusqu'à ce qu'il percute un autre corps.
Bien sur, si son déplacement se fait dans un champ gravitationnel, en clair le vide de notre univers, il pourrait y avoir à tout moment accelération ou décelération : à la surface de la Lune, c'est le vide. Si je lance un objet en l'"air" ( vers le haut ) , celui ci va décelérer, jusqu'à atteindre une certaine hauteur, puis retomber en accélérant ... donc la vitesse va être modifié en permanence.

Mais le meilleur et seul (?) moyen pour un corps évoluant dans le vide de pouvoir changer sa vitesse ou changer de trajectoire de façon volontaire, c'est d'éjecter de la masse dans la direction opposée du mouvement souhaité : un jet de gaz - chaud ou froid peu importe - cela suffit...

A l'inverse, le meilleur moyen de garder sa vitesse constante, c'est de ne rien éjecter ( "pas pêt.. !" ) :)

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Dans le vide parfait rien n'arrête un corps en mouvement.
Dans le réel il existe plusieurs chose qui ralentissent (ou parfois accélèrent) les sondes et engins spatiaux:
-poussières et résidus atmosphériques
-le fameux vent solaire
-la gravité d'un grand astre (soleil, une planète, une lune)


Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
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Merci :D

Apollo

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@Mustard a écrit:Dans le réel il existe plusieurs chose qui ralentissent (ou parfois accélèrent) les sondes et engins spatiaux:
-poussières et résidus atmosphériques
-le fameux vent solaire
-la gravité d'un grand astre (soleil, une planète, une lune)
Oui, enfin pour notre jeune ami, il vaudrait mieux ne pas confondre les forces gravitationnelles et non-gravitationnelles. Tout simplement parce qu'une accélération gravitationnelle dans un repère inertiel n'est pas ressentie, ce qui n'est pas le cas de toutes les autres forces.
Et puis il n'y a pas besoin d'un "grand astre" pour avoir une force gravitationnelle.

@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?
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@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?

non car un allumage moteur entrainera forcément une modification de vitesse. Disons plutot un largage d'objet ou une fuite
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C'est la même chose Mustard...
Dans tous les cas, il y a ejection de masse, donc changement de vitesse.
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@Mustard a écrit:
@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?

non car un allumage moteur entrainera forcément une modification de vitesse. Disons plutot un largage d'objet ou une fuite

Si l'on large un objet sans vitesse initiale ( très peu en réalité ) il nous accompagnera sans qu'aucun des deux d'accéléré ou ralentisse pour preuve le 3 étage de Saturne V accompagnait les astronautes pendant leur aller vers la lune.

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@Mustard a écrit:
@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?

non car un allumage moteur entrainera forcément une modification de vitesse. Disons plutot un largage d'objet ou une fuite
J'avoue que moi non plus je ne vois pas où tu veux en venir. :???:
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@bernardw a écrit:
@Mustard a écrit:
@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?

non car un allumage moteur entrainera forcément une modification de vitesse. Disons plutot un largage d'objet ou une fuite

Si l'on large un objet sans vitesse initiale ( très peu en réalité ) il nous accompagnera sans qu'aucun des deux d'accéléré ou ralentisse pour preuve le 3 étage de Saturne V accompagnait les astronautes pendant leur aller vers la lune.

Bernard
OK, j'ai compris. On imagine un astronaute, ou un bras robot, qui à un instant maintient un objet dans une pince, et qui l'instant d'après relache sa prise, sans imprimer aucune poussée... on a donc deux corps séparés et qui devraient voler de concert sans se rapprocher ni s'éloigner.
Je dirai donc qu'il n'y a pas de changement de vitesse...
De toute façon, un changement de masse n'influe pas sur l'accélération des objets ( la plume et le marteau ) non ?

Concernant l'étage de Saturn V, là il y a éjection ( ressorts ou poussée de moteur initiale ) donc une courte phase d'accélération, C'est pourquoi Apollo s'éloigne d'abord de son lanceur, à vitesse constante- bien sur sans plus accélérer ni décelérer, jusqu'à ce que le pilote actionne les manettes...

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@Vonfeld a écrit:OK, j'ai compris. On imagine un astronaute, ou un bras robot, qui à un instant maintient un objet dans une pince, et qui l'instant d'après relache sa prise, sans imprimer aucune poussée... on a donc deux corps séparés et qui devraient voler de concert sans se rapprocher ni s'éloigner.
Je dirai donc qu'il n'y a pas de changement de vitesse...
Et pourtant si, les 2 objets vont s'éloigner à cause d'un différentiel des forces gravitationnelles. 2 objets qui ont une vitesse relative nulle sont forcément à 2 endroits différents, et vont donc évoluer sur 2 orbites différentes.
La seule façon pour que 2 objets distincts évoluent de la même manière, c'est que leurs barycentres soientt confondus, et que leur répartition de masse soit symétrique. Exemple: 2 boules imbriquées l'une dans l'autre.
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Oui, c'est exact. Mais je me plaçais dans un espace vide - sans perturbation gravitationnelle :)

Mais de toute façon, comme chaque objet est une masse, il engendre une déformation de l'espace autour de lui
Pour faire simple, les deux s'objets s'attireront - lentement, mais surement - et ce de plus en plus vite, donc il y aura bien accélération constante !

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@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:
@Space Opera a écrit:
@Mustard a écrit:Par contre la question que je me pose, c'est à vitesse constante, sans perturbation externe, est ce qu'un corps dont la masse diminue voit sa vitesse augmenter ?
Une fusée dans l'espace qui allume son moteur par exemple ?

non car un allumage moteur entrainera forcément une modification de vitesse. Disons plutot un largage d'objet ou une fuite
J'avoue que moi non plus je ne vois pas où tu veux en venir. :???:


Imagine une sonde envoyé vers Pluton. A mis chemin, on sépare un module encombrant (module propulsif vide ou atterrisseur, ou autres, peut importe). Supposons que l'ejection soit très faible afin d'éviter un changement non négligeable de direction (par ex 1cm/mn).
Le fait que la sonde soit maintenant plus légère, va-t-elle aller plus vite ?

Je sais qu'en orbite le poids est important, plus un objet est lourd plus il aura tendence à redescendre plus vite. Mais dans le vide interstellaire, qu'en est il ?
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@Mustard a écrit:
Imagine une sonde envoyé vers Pluton. A mis chemin, on sépare un module encombrant (module propulsif vide ou atterrisseur, ou autres, peut importe). Supposons que l'ejection soit très faible afin d'éviter un changement non négligeable de direction (par ex 1cm/mn).
Le fait que la sonde soit maintenant plus légère, va-t-elle aller plus vite ?

Je sais qu'en orbite le poids est important, plus un objet est lourd plus il aura tendence à redescendre plus vite. Mais dans le vide interstellaire, qu'en est il ?
Encore une fois, la masse n'a pas d'influence, sauf lors des accélérations ou décélération, car il faut lutter contre l'inertie. Le fait qu'un objet s'éloigne à 1cm/mn impose qu'il y a eu une accélération initiale...

Je ne vois pas pourquoi un objet plus lourd redescendrait plus vite d'une orbite ?. Au contraire, un objet plus léger sera plus rapidement ralenti par les molécules d'air qui trainent encore au dessus de l'atmosphère - à surface exposée égale.

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Rappelons l'expérience de la plume et du marteau lors d'Apollo 15 :)


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@Mustard a écrit:Imagine une sonde envoyé vers Pluton. A mis chemin, on sépare un module encombrant (module propulsif vide ou atterrisseur, ou autres, peut importe). Supposons que l'ejection soit très faible afin d'éviter un changement non négligeable de direction (par ex 1cm/mn).
Le fait que la sonde soit maintenant plus légère, va-t-elle aller plus vite ?

Je sais qu'en orbite le poids est important, plus un objet est lourd plus il aura tendence à redescendre plus vite. Mais dans le vide interstellaire, qu'en est il ?
Tu voudrais qu'en mettant un peu de vide en chaque boulon de la sonde (ou en la démembrant en vol) elle accélère ? 👅
Non malheureusement, la loi de la gravitation est la même pour Jupiter, une galaxie, une sonde spatiale ou une demi-sonde.
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[quote="Vonfeld"]
@Mustard a écrit:
..
Je ne vois pas pourquoi un objet plus lourd redescendrait plus vite d'une orbite ?. Au contraire, un objet plus léger sera plus rapidement ralenti par les molécules d'air qui trainent encore au dessus de l'atmosphère - à surface exposée égale.

VONFELD

par contre en cas de freinage atmosphérique, la surface de l'objet intervient??
dominique M.
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Oui, puisque le vaisseau va rencontrer plus de particules - donc plus de freinage...
Et fonction de la masse, le freinage le decelérera plus ou moins efficacement.

Et clairement, ralentir sur son orbite = début de chute

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La formule de la trainée atmosphérique est: Qu'est ce qui nous freine dans le vide ? 0e83cb7e1c9b86c465d5fcd03f1af4b9

Autrement dit, la force augmente avec la surface et la densité de l'objet. Le coefficient de trainée correspond principalement à la forme de l'objet.
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je viens compliquer l'affaire en ajoutant la notion d'expansion de l'univers. comme l'univers est en expansion, un point de départ s'éloigne en permanence d'un point d'arrivée, faisant d'un objet a vitesse constante un objet qui ralentis.... :sage:
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