Energie nécessaire à un vaisseau spatial

[jeffito]

Salut à tous

 

Imaginons que dans quelques dizaines-centaines d’années , on veuille aller voir ce qui se passe du côté de proxima du centaure

 

Pour ça il faut un vaisseau spatial…

 

On va considérer un vaisseau de taille moyenne , à peu prés équivalent à une frégate militaire, ç a dire 5000 tonnes ou 5 millions de kg

 

Et pour que le voyage ne prenne pas 50 générations , un vitesse de 10% de la vitesse de la lumière soit 30000 km/s soit 30 000 000 m/s

 

Un petit calcul, niveau classe de première permet de calculer l’énergie cinétique de ce vaisseau soit E=1/2mv2 = ½* 5 000 000 * 30 000 000 * 30 000 000 = 2.25 * 10^21 joules

 

Il faut donc fournir au vaisseau spatial, un minimum de 2.25*10^21 joules d’énergie pour l’amener à cette vitesse là… en partant du principe que toute l’energie produite par les moteurs est transformée en energie cinétique

 

Les Joules ne disent pas grand-chose à beaucoup de monde , on va donc parler en tonne équivalent pètrole (TEP)

 

Une TEP est égal à 4.2 *10^10 joules

 

Comme il faut 2.25*10^10 joules d’energie … si on divise par une TEP , il faut 50 milliards de tonne de pétrole … à 50 $ le baril , ça fait 20 000 milliards de dollars

 

On peut faire le même calcul en prenant le prix du KWH en sortie d’une centrale nucléaire et on reste dans les mêmes ordres de grandeurs

 

Le PNB annuel de la terre est de 60 000 milliards de dollars

 

Le cout de l’énergie nécessaire pour un vaisseau pas trop grand (5000 tonnes) et qui va pas très vite (0.1c) est donc du niveau du PNB de la planète.

 

On peut pinailler sur les calculs … rendement du moteur , effet relativiste , cout de la construction , arrondis à la louche.. mais les calculs sont exacts à un facteur 10 prés çad 10^21 à 10^22 joules

 

Est-ce que cela prouve qu’un voyage humain hors du système solaire ne sera jamais possible… du moins à quelques dizaines-centaines d’années dans le futur…

[frl68]

mais seulement avec les moyens (propulsion, bien sur) dont on dispose maintenant !

 

Enfin, on peut toujours rêver ...

 

 

Franck.

[jeffito]

Justement , c'est pas une question de moyen de propulsion...

 

quel que soit le type de moteur utilisé , il faut au minimum cette energie..

 

A ma connaissnace , tous les moyens de propulsion (sauf la voile solaire) fonctionnent sur le principe d'action-réaction (loi de Newton) donc transfert d'énergie cinétique.

 

d'où nécéssité de transformer une énergie quelconque (pétrole , nucléaire , antimatiére , charbon , bois , shadoks qui pédalent....) en mouvement

[Conquête-Espace]

3000km/s, ne pourrait pas faire du mal à l'équipage ? J'ai vu que si un humain va à la vitesse de la lumière, la vitesse est tellement énorme , que c'est comme ci un mur se cognait contre l'équipage et le désintégrerait ..

 

Donc 10% Je sais pas

[jeffito]

Non , l'équipage ne sentirait rien.

On tourne à 250 km/s autour du centre de la galaxie et on ne s'en rend pas compte

C'est l'accélération qui pose problème , pas la vitesse... et d'abord , vitesse par rapport à quoi ?

[Smith]

Et encore tu oublies l'énergie de freinage !!!

A cette vitesse, je ne sais pas si le freinage pourrait être réalisé via la gravité d'un astre à l'arrivée...je pense encore moins à l'atmosphère d'une hypothétique planète

[jeffito]

A Smith

 

Tu as raison , il faut freiner... et ça double le problème

c'est pour cela que je parlais d'un facteur 10 dans ces calculs.

 

Il y a un autre énorme probléme, l'évacuation de la chaleur....

 

pour l'ISS , on remarque surtout les énormes panneaux solaires qui produisent de l'énergie, mais il y a aussi d'énormes radiateurs qui évacuent la chaleur, car qui dit énergie , dit effet Joule , dit chaleur

 

Et on touve cela dans wikipédia dans l'article sur l'ISS

 

"Les équipements de régulation du courant sont refroidis à l'aide d'un système d'un ensemble de radiateurs attaché à chaque élément de poutre porteur de panneaux solaires. Chacun de ces 4 radiateurs photovoltaïque (PVR), comportant 7 éléments d'une surface totale de 13 mètres sur 3,4 mètres et pesant 0,8 tonnes, permet d'évacuer jusqu'à 9 Kw d'énergie par l'intermédiaire d'un système de canalisation dans lequel circule un liquide caloporteur"

 

La station spatiale ne consomme que 3*10^12 Joules par an

 

Comme notre vaisseau a besoin de 10^21 à 10^22 joules et qu'une bonne partie de cette énergie n'est pas transformée en mouvement mais en chaleur , il faudrait donc des radiateurs pour évacuer cette énergie qui péseraient de l'ordre de 10 à 100 milliards de tonnes.... et ce pour un vaisseau de 5000 tonnes...

 

On dirait qu'on se mord la queue !!!!!

[Smith]

Sauf à se jouer des lois physiques classiques (trou de ver ?), le voyage semble impossible...

Ou alors faire basser le tonnage ? Mais jusqu'où ?

[Estonius]

Deux réflexions :

 

1) l'univers n'est pas vide ! Quel pourrait être l'effet de la rencontre du vaisseau en question lancé à 0,10 C avec une particule ? AMHA le vaisseau ne va pas y résister sauf si on l'équipe d'équipement répulsif (champ de force ?) destinés à éloigner les dites particules ! Ça ne va pas contribuer à baiser le prix du machin....

 

2) Le calcul de Jeffito est en fait la réponse au paradoxe de Fermi. Si les extraterrestres ne nous visitent pas, ce n'est pas parce qu'ils n'existent pas, c'est parce que le voyage coûte trop cher. CQFD

[Jeff Hawke]

Le PNB est une mesure qui n'a aucun sens rationnel, c'est une incantation de la sorcellerie économique (la pensée magique du XXIème siècle).

[jeffito]

A Jeff Hawke

 

TROLL... va dire ça aux maliens et aux malgaches...

[Jeff Hawke]

TROLL... va dire ça aux maliens et aux malgaches...

 

Je ne vois pas le rapport.

 

Si ce n'est qu'une bon partie de leurs problèmes sont sans doute dus à cette vision économico-financière du monde.

[Thierry Legault]

Deux réflexions :

 

1) l'univers n'est pas vide ! Quel pourrait être l'effet de la rencontre du vaisseau en question lancé à 0,10 C avec une particule ? AMHA le vaisseau ne va pas y résister sauf si on l'équipe d'équipement répulsif (champ de force ?) destinés à éloigner les dites particules ! Ça ne va pas contribuer à baiser le prix du machin....

 

et comme l'énergie est fonction du carré de la vitesse, à 30000 km/s l'énergie d'une micro-météorite d'un milligramme est équivalente à celle d'un projectile de 1 kg à 30 km/s et à celle d'un caillou de 15 kg à 8 km/s (la vitesse de l'ISS en orbite)....ouille !

 

Le calcul de départ est très intéressant...on est bien loin de la science-fiction qui propulse des vaisseaux à l'autre bout de la galaxie d'une simple pichenette !

[schnucki]

Avec nos energies terrestres, non ce n´est pas possible, tout ou presque à déjà été évalué pas les scientifiques, on a découvert, produit et utilisé quantité de matières énérgétiques sur terre sous formes de liquide, solides ou gazs pour propulser nos véhicules de tous types, ou pour le chauffage et toutes autres sortes d´application, mais à l´echelle de l´univers, ca ne vaut rien, il faudra certainement utiliser les matériaux de l´univers, genres particules de hautes energies, matière ultra-compressée des étoiles, l´accélérateur du CERN nous donnera peut être le début d´une solution

[Smith]

2) Le calcul de Jeffito est en fait la réponse au paradoxe de Fermi. Si les extraterrestres ne nous visitent pas, ce n'est pas parce qu'ils n'existent pas, c'est parce que le voyage coûte trop cher. CQFD

C'est drôle mais en parlant des trou de ver (hypothètiques) c'est au topic voisin que je pensais...Le contenu du topic de Jeffito est l'argument clé de mon scepticisme quant à la visite des ET...comme tu dis CQFD.

[Jeff Hawke]

Le contenu du topic de Jeffito est l'argument clé de mon scepticisme quant à la visite des ET...comme tu dis CQFD.

 

En plus qu'ils n'existent probablement pas.

[Smith]

En plus qu'ils n'existent probablement pas.

Là tu conjectures.

Mais, comme prouver que quelque chose n'existe pas est difficile (impossible ?), tu es pardonné...

[Jeff Hawke]

J'ai bien précisé, "probablement".

[Abyss91]

Le gros problème est le coût.. Ca me désole de voir que l'Homme s'inflige ses propres barrières... Un homme est proche d'entreprendre ou de découvrir quelque chose de fondamental pour notre futur, mais il ne peut pas car il doit de l'argent à un autre homme...

[christel]

et moi qui rêve de téléportation...

[Smith]

Le gros problème est le coût.. Ca me désole de voir que l'Homme s'inflige ses propres barrières... Un homme est proche d'entreprendre ou de découvrir quelque chose de fondamental pour notre futur, mais il ne peut pas car il doit de l'argent à un autre homme...

Tu veux bien être plus explicite. Je vois pas le rapport avec le sujet...

[Abyss91]

Je m'explique. Je pense que ce que je dis est en rapport, car on parle de l'impossibilité de voyager dans l'espace.

 

Donc il y a les problèmes de poids, de particules, d'énergie suffisante, de vitesse à atteindre, mais selon moi le problème du coût est aussi non négligeable, et par extension de l'organisation de la société actuelle, où l'argent est bien souvent la barrière dans les recherches et découvertes. Enfin ça aura peut être changé d'ici là.

 

Je me comprends....

[Smith]

Je m'explique. Je pense que ce que je dis est en rapport, car on parle de l'impossibilité de voyager dans l'espace.

 

Donc il y a les problèmes de poids, de particules, d'énergie suffisante, de vitesse à atteindre, mais selon moi le problème du coût est aussi non négligeable, et par extension de l'organisation de la société actuelle, où l'argent est bien souvent la barrière dans les recherches et découvertes. Enfin ça aura peut être changé d'ici là.

 

Je me comprends....

Oui je comprends mieux. Ceci dit, le calcul de Jeffitto (mince, j'y pense serait il le rejetton de l'illustre contributeur du forum ? Ou son anti-moi ? ) aboutit à un cout tellement astronomique qu'il n'a plus de sens, donc qu'il prouve que le voyage est impossible (imagine l'humanité entière travailler quelque chose comme 6 mois d'une année pour financer ce seul projet).

[Estonius]

mais selon moi le problème du coût est aussi non négligeable, et par extension de l'organisation de la société actuelle, où l'argent est bien souvent la barrière dans les recherches et découvertes. Enfin ça aura peut être changé d'ici là.

 

Non Smith a raison ! Un coût est un coût quelque soit la façon dont on le quantifie et quelque soit la façon dont l'économie planétaire est organisé. Pour un voyage aller et retour vers Proxima (où il n'y a peut-être rien à voir) il faudrait que toute la planète ne travaille que pour ça pendant un an !

[jeffito]

Un autre petit calcul tres simple

 

Imaginons un moteur de masse nulle. qui fonctionne avec de l'uranium 235 et qui transforme toute son énergie en mouvement.

 

Un aparté : Les centrales nucléaires actuelles transforment 25% de la chaleur émise par la radioactivité en éléctricité

 

Un kilo d'uranium produit 77 TéraJoules d'énergie.

ce qui permet (toujours avec la formule magique E=1/2mv2)

d'amener ce kilo d'uranium à une vitesse 12 000 km/s

 

et ce avec un moteur de masse nulle et un vaisseau spatial de masse nulle et un carburant de masse nulle

 

ce qui nous améne à des milliers d'années pour atteindre proxima du centaure avec le moyen actuel de production d'énergie le plus efficace.

 

C'est pas demain la veille qu'on va quitter le système solaire !

[schnucki]

et moi qui rêve de téléportation...

 

Au 7eme ciel ?

[christel]

je ne pensais pas à cela mais j'ai rien contre !! :D

[schnucki]

je ne pensais pas à cela mais j'ai rien contre !! :D

 

Bien sur que personne n´a rien contre le septième ciel , et même le 9eme serait pas mal:p

[schnucki]

p´têt qu´on devrait plus dire s´envoyer au 7ème ciel mais allez à la prochaine galaxie:be:

[christel]

faut pas non plus être prétentieux

le 7ème suffira