Atteindre la vitesse de la lumière ou presque...

[Jack_O_Neill]

Bonjour a tous,

 

Premier post première question qui me viens après ce bref article:

 

 

La fusée à ions est un autre moyen de fournir une poussée, plus progressive mais aussi plus efficace que celle d'une fusée conventionnelle.

Le matériel éjecté est ici du xénon, un gaz lourd et inerte, comprimé dans de solides réservoirs (On a aussi pensé à la vapeur de mercure). Comme avec la fusée nucléaire, l'énergie destinée à l'éjection du xénon provient d'une source différente : l'énergie électrique produite par des cellules solaires.

La fusée à ion est beaucoup plus efficace pour la production du jet que les fusées classiques. Plutôt que d'enfermer un gaz chaud dans une chambre pour l'éjecter à travers une tuyère, processus qui est limité par la température que celle ci peut supporter, une fusée à ion commence par enlever des électrons (négatifs) aux couches superficielles des atomes de xénon, ( les "ionisants"), ce qui laisse aux atomes un surplus de charge électrique positive. Des forces électriques peuvent alors accélérer ces ions, à des vitesses beaucoup plus élevées que celles obtenues pour un gaz chaud, mais sans nécessité d'une haute température. De façon analogue, tous les téléviseurs sont munis d "un canon à électrons" qui accélère un étroit faisceau d' électrons formant l'image vidéo sur l'écran.

Accessoirement, il faut combiner le jet émergent d'ions avec un flot d'électrons négatifs, provenant d'un autre canon à électrons. Sinon, seuls des ions positifs seraient émis et le satellite deviendrait rapidement chargé négativement, en récupérant les électrons séparés et abandonnés. Cette charge négative contrerait alors les ions et annulerait tout le travail du canon à ion.

De tous les moyens non classiques de propulsion dans l'espace, celui-ci est probablement le plus proche de l'utilisation pratique." XIPS" ("zips"), le moteur ionique développé par la société Hughes, a été testé en laboratoire puis à bord d'un vaisseau spatial russe, lancé le 6 octobre 1997. Le satellite expérimental DS1, équipé d'un moteur ionique, a pu être lancé en 1999 vers l'astéroïde 1992KD. La mission est dirigée par le Jet Laboratory de la NASA à Pasadena et sera la première de la série NASA "Nouveau Millenium".

Comme pour les voiles solaires, les moteurs à ions solaires sont surtout utilisables dans le système solaire intérieur, où la lumière du soleil est suffisamment disponible. Pour des missions plus éloignées, il est en principe possible d'entretenir un moteur à ion par un petit réacteur nucléaire à bord. De tels réacteurs ont déjà volé dans l'espace, mais sont actuellement mal vus, en partie parce qu'en rentrant l'atmosphère un vaisseau spatial russe équipé de ce type de réacteur et est entré en collision avec un lac gelé au Canada. Pour explorer le système solaire extérieur, la puissance nucléaire semble cependant essentielle.

 

Mes questions sont les suivantes:

 

-Avec ce genre de technologie est il possible d'atteindre la vitesse proche de la lumière?

-Ou alors une vitesse jamais atteinte?

-Et avec ce genre de moteur sera t'il possible de faire un aller retour avec un satellite dans une galaxie proche?

 

Peut être que mes questions vous semble un peu trop futuriste mais pourquoi pas?

 

Jack

[Invité akira]

Bonjour a tous,

 

Premier post première question qui me viens après ce bref article:

 

 

La fusée à ions est un autre moyen de fournir une poussée, plus progressive mais aussi plus efficace que celle d'une fusée conventionnelle.

Le matériel éjecté est ici du xénon, un gaz lourd et inerte, comprimé dans de solides réservoirs (On a aussi pensé à la vapeur de mercure). Comme avec la fusée nucléaire, l'énergie destinée à l'éjection du xénon provient d'une source différente : l'énergie électrique produite par des cellules solaires.

La fusée à ion est beaucoup plus efficace pour la production du jet que les fusées classiques. Plutôt que d'enfermer un gaz chaud dans une chambre pour l'éjecter à travers une tuyère, processus qui est limité par la température que celle ci peut supporter, une fusée à ion commence par enlever des électrons (négatifs) aux couches superficielles des atomes de xénon, ( les "ionisants"), ce qui laisse aux atomes un surplus de charge électrique positive. Des forces électriques peuvent alors accélérer ces ions, à des vitesses beaucoup plus élevées que celles obtenues pour un gaz chaud, mais sans nécessité d'une haute température. De façon analogue, tous les téléviseurs sont munis d "un canon à électrons" qui accélère un étroit faisceau d' électrons formant l'image vidéo sur l'écran.

Accessoirement, il faut combiner le jet émergent d'ions avec un flot d'électrons négatifs, provenant d'un autre canon à électrons. Sinon, seuls des ions positifs seraient émis et le satellite deviendrait rapidement chargé négativement, en récupérant les électrons séparés et abandonnés. Cette charge négative contrerait alors les ions et annulerait tout le travail du canon à ion.

De tous les moyens non classiques de propulsion dans l'espace, celui-ci est probablement le plus proche de l'utilisation pratique." XIPS" ("zips"), le moteur ionique développé par la société Hughes, a été testé en laboratoire puis à bord d'un vaisseau spatial russe, lancé le 6 octobre 1997. Le satellite expérimental DS1, équipé d'un moteur ionique, a pu être lancé en 1999 vers l'astéroïde 1992KD. La mission est dirigée par le Jet Laboratory de la NASA à Pasadena et sera la première de la série NASA "Nouveau Millenium".

Comme pour les voiles solaires, les moteurs à ions solaires sont surtout utilisables dans le système solaire intérieur, où la lumière du soleil est suffisamment disponible. Pour des missions plus éloignées, il est en principe possible d'entretenir un moteur à ion par un petit réacteur nucléaire à bord. De tels réacteurs ont déjà volé dans l'espace, mais sont actuellement mal vus, en partie parce qu'en rentrant l'atmosphère un vaisseau spatial russe équipé de ce type de réacteur et est entré en collision avec un lac gelé au Canada. Pour explorer le système solaire extérieur, la puissance nucléaire semble cependant essentielle.

 

Mes questions sont les suivantes:

 

-Avec ce genre de technologie est il possible d'atteindre la vitesse proche de la lumière?

-Ou alors une vitesse jamais atteinte?

-Et avec ce genre de moteur sera t'il possible de faire un aller retour avec un satellite dans une galaxie proche?

 

Peut être que mes questions vous semble un peu trop futuriste mais pourquoi pas?

 

Jack

 

 

La plus proche galaxie est a plusieurs annees lumiere. Donc meme a la vitesse de la lumiere, va falloir etre patient ... 3Myr ... le temps qui nous separe du premiere homme sur Terre ... et certainement moins que le temps qui nous separe du dernier.

[Cédric H.]

Je pense que tes questions ne sont pas directement liées à la technologie "ionique".

 

Il me semble que l'intérêt d'une telle technologie repose plus sur d'autres facteurs, comme la durée d'utilisation ( les sondes actuelles n'embarquent pratiquement aucun carburant et ont un nombre très limité d'allumages , pour avoir plus de "souplesse" d'utilisation ) et ce genre de chose.

 

Imaginons par exemple une sonde " navette spatiale avec ses pleins " (comme au décollage ) mais déjà dans l'espace : niveau accélération ( et donc vitesse au final ) on aurait sans doute de quoi s'amuser

 

Sinon pour tes questions particulières : qu'est-ce qu'une vitesse "proche" de la vitesse de la lumière ?

 

Pour une galaxie proche, on peut tourner ça dans tous les sens, ce serait extrêmement long ( bon c'est vrai je ne tiens pas compte du zéro extraterrestre ).

[Jack_O_Neill]

Etant donner qu'avec ce genre de moteur (qui plus es, nucleaire!) on peut avoir une pousser régulière et donc a trés long terme (supposition) être a une vitesse assez conséquente en s'aidant de l'attraction des autres astres de notre système solaire. Bien sur a la vitesse de la lumière il est très probable de tomber sur des particule en cour de chemin et donc etre fatal.

 

Mais est-ce possible? (il faut savoir aussi que la technologie de nos jour avance vite)

[Cédric H.]

Nucléaire, ionique, atomique, moléculaire, tout ça ça fait rêver

 

De nouveau, qu'est-ce qui est possible ? Qu'est-ce que tu appelles une vitesse proche de la vitesse de la lumière ? Par rapport à quel référentiel ?

[Jack_O_Neill]

Théoriquement avec la technologie qu'on n'a, est-il possible d'atteindre la vitesse de la lumière ou proche de celle-ci?

[gabal]

Sans parler des moteurs ionique la problématique est celle ci :

une faible accélération continue permettrait d'atteindre des vitesse luminiques (supérieur à 10% c). 1 m.s2 suffirait pendant un an a atteindre la vitesse de la lumière. Mais c'est oublier la réalité physique et la relativité.

Il faudrait une masse énorme de carburant et une énergie électrique continue (dans le cas des moteur ionique exit les panneaux solaires à grandes distances) pour maintenir la poussée. Passé 10% de la vitesse de la lumière les effets relativistes ne sont plus négligeables. La masse de l'objet augmente et ce de façon exponentielle au fur et a mesure qu'il s'appoche de c. Sa masse tend vers l'infini. Il faudrait compenser la poussé au fur et à mesure que la masse augmente pour maintenir l'accélération. Mais il faudrait penser à emmener le carburant nécessaire à la décéleration aussi

Un plus pour la relativité est une compression spatio temporelle qui permettrait au occupants de ce vaisseaux luminique d'atteindre le centre galactique en 30 ans alors que 30000 ans se serait écoulé sur Terre et 100 ans pour andromède.

[Jack_O_Neill]

Sans parler des moteurs ionique la problématique est celle ci :

une faible accélération continue permettrait d'atteindre des vitesse luminiques (supérieur à 10% c). 1 m.s2 suffirait pendant un an a atteindre la vitesse de la lumière. Mais c'est oublier la réalité physique et la relativité.

Il faudrait une masse énorme de carburant et une énergie électrique continue (dans le cas des moteur ionique exit les panneaux solaires à grandes distances) pour maintenir la poussée. Passé 10% de la vitesse de la lumière les effets relativistes ne sont plus négligeables. La masse de l'objet augmente et ce de façon exponentielle au fur et a mesure qu'il s'appoche de c. Sa masse tend vers l'infini. Il faudrait compenser la poussé au fur et à mesure que la masse augmente pour maintenir l'accélération. Mais il faudrait penser à emmener le carburant nécessaire à la décéleration aussi

Un plus pour la relativité est une compression spatio temporelle qui permettrait au occupants de ce vaisseaux luminique d'atteindre le centre galactique en 30 ans alors que 30000 ans se serait écoulé sur Terre et 100 ans pour andromède.

 

Réponse clair net et précis. ça me va. Je comprend maintenant que cela ne sera pas possible c'est clair.

 

Merci bien

[Cédric H.]

La masse de l'objet augmente et ce de façon exponentielle

 

De façon exponentielle ?

 

J'aurais dit m = m0 / (( 1 - (v^2 / c^2 ) ) ^ 0.5) avec m0 la masse au repos ce qui n'est pas exponentiel.

[gabal]

Oui c'est vrai. Exponentiel est usurpé mais c'est plus parlant que l'équation de masse.

[Jack_O_Neill]

Oula ça pars en hors sujet deja... vous inquiété pas j'ai compris la forme de la reponse pas besoin d'équation a tout va. De plus je ne suis pas un matheu^^

[Cédric H.]

Je n'étais pas certain d'avoir compris ce dont gabal parlait.

 

Et vu que la relativité et moi ne sommes pas (encore) de parfaits amis, je ne voulais pas râter une occasion