Le Jour De 246 Jours...

[PAB]

Bonjour à tous !

 

Petite question à qui voudra bien me répondre :

Y a-t-il un moyen (scientifique, si pas réaliste pour le moment) d'accélérer la

rotation de Vénus, de façon à ce que son jour dure moins longtemps ?

 

Quels sont les facteurs extérieurs (gravitation, résonnance, satellite, masse et autre) qui influent sur la vitesse de rotation d'une planète ?

(si ces facteurs existent).

 

En d'autres termes : si j'avais envie d'écrire un bouquin de Hard-SF qui traiterait

de nos lointains(?) descendants terraformant Vénus en commençant par modifier sa période de rotation, comment devrait-je décrire l'opération ? L'adjonction d'un ou de plusieurs satellite pourrait-elle rentrer en compte dans la solution ?

 

Merci aux imaginatifs (rationnels!) pour leurs solutions !

[lambda0]

Un satellite ralentirait plutôt la rotation, et de toute façon, même avec un satellite de la taille de la Lune, ce n'est sensible que sur des centaines de millions d'années.

A mon avis, aucun moyen physiquement concevable d'accélérer de façon mesurable la rotation d'une planète. On peut toujours calculer la variation d'énergie correspondante pour s'en convaincre.

 

Il est moins invraisemblable de créer un petit soleil alimenté par fusion nucléaire, qui serait placé en orbite autour de la planète, avec une période de l'ordre de 24h. Je dirais même que le principe pour faire celà est déjà connu, et qu'il s'agit "seulement" de faire plus grand !

 

A+

[PAB]

Si j'ai bien compris, ton "soleil en orbite" serait là pour simuler une alternance jour/nuit dans la partie "vraie-nuit" de la planète, non ?

Pas mal comme idée... Sauf sur deux points :

- Pour la partie "vrai-jour", rien n'est changé.

- Clarke a eu la même idée... Pour Mars ! (en transformant Phobos en soleil dans "les sables de Mars"...) . Les grands esprits se rencontrent !

[lambda0]

Bah oui, du coup, la partie "vrai jour" aurait 2 soleils, mais on n'est pas obligé de créer un 2ème soleil aussi puissant.

 

Voici quelques détails techniques :

 

Pour minimiser la puissance requise, il vaut mieux être assez près de la planète, mais pas trop quand même pour que tout l'hémisphère soit éclairé.

En se plaçant à 15000 km, on doit avoir une période d'environ 12h, soit 6h de jour, 6h de nuit (faire le calcul précis), et c'est suffisamment grand devant le rayon de la planète.

 

Mettons qu'on cherche à produire un éclairement de 400 W/m² au sol, à peu près la moitié de ce qu'on a sur Terre par beau temps, et en fait bien plus que lorsque le ciel est couvert.

La puissance nécessaire au niveau de la source vaut alors P = 1e18 W

Admettons que cette puissance est produite par la fusion du deutérium :

D + D -> p + T + 4.03MeV

D + D -> n + He3 + 3.47MeV

soit en moyenne 3.8MeV par réaction, ce qui fait environ 1e14 J/kg.

On suppose cette énergie intégralement convertie en rayonnement de corps noir.

Il faut donc fournir 10t de deutérium par seconde pour faire briller ce soleil : pas si invraisemblable que ça. Une comète ou un astéroide de glace en contient probablement assez pour alimenter ce soleil artificiel pendant plusieurs dizaines d'années.

 

Et encore, ce n'est surement pas la méthode la plus efficace : seule une petite partie de cette énergie atteint la planète. Il vaudrait bien mieux produire un faisceau directif. Sinon, on peut aussi s'aider en plaçant d'immenses voiles réflectrices de la lumière du soleil, qui serait dirigées vers le bon hémisphère : ça a déjà été proposé pour réchauffer Mars.

 

Ben voilà : si j'avais à écrire un roman sur la terraformation de Vénus, je construirais un soleil artificiel consistant en un réacteur à fusion en confinement inertiel, qui serait alimenté par le deutérium d'une comète judicieusement déviée.

 

A+

[PAB]

Solution solidement argumentée ! Merci !

Ce n'est pas la solution que j'envisageais, mais c'est séduisant...

En enveloppant ce soleil sur l'axe d'un cône (ou au foyer d'une -immense- parabole ), on redirige donc intégralement la lumière produite vers la planète.

(ce que tu appelles faisceau directif).

D'où une puissance (donc un volume de comète) au moins divisé par 2.

(la longévité du système est rallongée d'autant).

Seul problème : qui dit lumière dit chaleur, et, contrairement à Mars, Vénus

n'en manque pas...

En tout cas, merci !

 

Question subsidiaire : tu as pondu les calculs pouf-comme-ça ? Si oui, tu m'éclaires(!) sur ta formation, ton CV, tes hobbies ? (Prof de physique? )

[lambda0]

On gagne même beaucoup mieux qu'un rapport 2 en dirigeant le faisceau : voir la suite

 

Sinon, en référence à certains romans : on ne peut pas "allumer" un astéroide pour en faire un soleil, on obtient "au mieux" une bombe et tout est dispersé en une fraction de seconde, par ce que le champ gravitationnel est bien trop faible pour confiner le plasma.

 

Pour confiner le plasma de fusion, il faut soit un puissant champ magnétique, soit créer une succession de petites explosions qui compriment les réactifs et déclenchent la fusion avant que que ceux-ci ne se dispersent : c'est le confinement inertiel.

 

Le confinement magnétique dans ce cas, c'est une horreur : pratiquement impossible de produire le champ requis.

Ca ne peut être que du confinement inertiel.

Supposons qu'au lieu d'émettre dans toutes les directions, l'énergie ne soit émise que vers la planète. Le besoin descend alors 4e16 W : on gagne un rapport 25 (rapport des angles solides).

Au lieu d'avoir un seul générateur, on peut disposer de réacteurs à fusion en confinement inertiel d'une puissance unitaire de 100 GW (techniquement plausible, dans un siècle ou deux), et d'un système pour produire et diriger l'énergie lumineuse.

Il en faut alors 40000 pour produire l'énergie requise.

L'ensemble se présenterait alors comme une structure orbitale, une matrice de 200*200 générateurs à fusion, qui ferait peut-être 20 ou 30 km de diamètre, voire moins. Une structure de 30 km sur Terre, c'est assez effrayant, mais dans l'espace beaucoup moins si on dispose des matériaux de construction en faible gravité, depuis des astéroides par exemple.

En réfléchissant un peu, on pourrait presque calculer les caractéristiques d'un tel réacteur et tracer les plans de construction de ce soleil artificiel, tout à fait théoriques bien sûr, mais largement suffisants pour de la SF, et surtout, compatibles avec la physique connue.

 

 

Subsidiairement: bah oui, je travaille (entre autre) sur la fusion thermonucléaire en confinement inertiel.

 

 

Bonne fin de semaine

[kaleo]

Une petit précision sur la chaleur vénusienne, c'est son atmosphère qui en fait une fournaise.

 

une atmosphère avec beaucoup de carbone, avec un effet de serre énorme comparé à celui vécu sur Terre.

 

"Vénus est la planète qui ressemble le plus à la Terre du point de vue physique, avec un diamètre de 12 100 km, une densité et une masse comparables à celle de la Terre.

 

Cette planète possède une atmosphère dense, épaisse de 50 à 70 km, composée de 96 % de dioxyde de carbone et d'acide sulfurique dans les hautes altitudes. Les conditions qui règnent sur cette planète sont surprenantes. La pression est de 95 bars, soit presque cent fois plus forte que sur Terre. Bien qu'elle soit plus loin du Soleil que Mercure, à une distance de 108 millions de kilomètres, il y fait plus de 460 °C, aussi bien le jour que la nuit. Ceci est à cause de son atmosphère épaisse opaque d'une cinquantaine de kilomètres qui provoque un effet de serre et retient toute la chaleur reçue. En observant l'atmosphère de Vénus aux ultraviolets, on a pu constater que cette atmosphère tourne beaucoup plus vite que la planète elle même avec des vents puissants de 100 m/s qui la font tourner en 4 jours environ.

 

 

Des pluies d'acide sulfurique données par des nuages se situent à environ 60 kilomètres d'altitude et n'atteignent pas le sol : en effet, arrivées à 30 kilomètres d'altitude, les gouttes rencontrent une température et une pression si fortes qu'elles s'évaporent et remontent pour former un nouveau nuage."

 

"Il y 500 millions d'années Vénus aurait subi un épisode volcanique important, où elle aurait été recouverte d'une couche de 10 km de lave. Puis il y a 30 millions d'années il y a eu une reprise volcanique créant l'épaisse atmosphère actuelle. Le volcanisme que cette planète s'apparente ainsi à celui dit de points chauds, causé par des remontées de magma le long de puits verticaux qui percent la croûte en un point donné, comme à Hawaï ou à la Réunion sur Terre. Ces remontées de magma pourraient être la cause de la formation des " coronaes ". Tout les types de volcans y sont : les boucliers de type hawaïens, les stromboliens, les peléens ou les simples caldeiras."

 

http://system.solaire.free.fr/venus.htm

 

Bref, si on terraforme Vénus, on peut imaginer une température plus clémente pour l'homme et sa biosphère, malgré un mini soleil en plus

 

De plus sans champ magnétique notable, c'est l'atmosphère actuelle, très dense qui bloque le vent solaire (du plasma), son magnétisme (qui va jusqu'à la Terre), son rayonnement intense (UV etc...) et les empèche d'arriver jusqu'au sol vénusien.

 

Or je ne sais pas ce que le Soleil peut avoir comme impact sur une Vénus terraformée, avec une atmosphère moins dense .

 

Cela risque d'impliquer une grande perte d'atmopshère là où elle est en contact avec les effets du soleil.

 

D'ailleurs, on peut imaginer qu'il est arrivé la même chose sur Mars.

 

En effet, Mars n'a plus (ou presque plus) de champs magnétique.

 

On peut alors imaginer que les effets du soleil ont "arraché" l'atmosphère de Mars ; contribuants à assécher Mars de son eau (l'atmosphère n'étant plus là pour "protéger" l'eau liquide)

 

On peut toutefois imaginer avoir une atmosphère adaptée pour filtrer le soleil et lui résister, au moins en haute alitude pour Vénus (Ozone ? Atmosphère dense ? Rejets industriels ? Je ne sais pas)

[PAB]

Message écrit par kaleo@19/08/2005 - 23:08

Une petit précision sur la chaleur vénusienne, c'est son atmosphère qui en fait une fournaise.

[...]

On peut toutefois imaginer avoir une atmosphère adaptée pour filtrer le soleil et lui résister, au moins en haute alitude pour Vénus (Ozone ? Atmosphère dense ? Rejets industriels ? Je ne sais pas)

](texte cité)

 

OK pour l'atmosphère, ça, je savais... Par contre, je n'avais

pas porté attention à l'absence de champs magnétique, et à son influence

sur l'atmosphère...

J'y reviens : si Vénus tournait plus vite, n'y aurait-il pas un effet dynamo

provoquant une augmentation dudit champs magnétique (et donc un effet protecteur

sur l'atmosphère) ? Hm ?

[lambda0]

Bonjour

 

De toute façon, Vénus n'est pas transformable en planète habitable.

Pour transformer une planète, une conditions nécessaire est que l'essentiel des éléments requis se trouvent sur place. Et il n'y a pas d'eau sur Vénus : c'est une planète très sèche, comme l'a expliqué kaleo.

On peut facilement se convaincre qu'il n'existe aucun moyen physiquement concevable d'y amener les quantités d'eau requises (calculer la quantité d'eau nécessaire, et faire les calculs d'énergie pour amener cette eau depuis le système solaire extérieur).

On peut tout au plus penser à détourner quelques comètes et astéroides de glace qui ont une orbite pas trop défavorable, mais il en faudrait des millions, même pour amener seulement le 1/100 du volume des océans terrestres.

Donc c'est impossible.

 

Les corps éventuellement transformables sont Mars (si la présence d'eau est confirmée), et peut-être quelques gros satellites de Jupiter et Saturne (de l'eau en abondance), qui seraient alors éclairés par des soleils artificiels : Callisto, Ganymède, Titan. On peut probablement créer sur ces satellites une atmosphère de 200 hPa ou un peu plus, qui permettrait d'entretenir une vie adaptée. Et sur Mars, l'homme peut s'adapter à une pression de 500 hPa.

La transformation de Callisto ou Ganymède doit être assez intéressante à étudier : pour celà, il faudrait recenser leur paramètres physiques, et ce qu'on connait de leur composition.

 

A+

[kaleo]

J'ai trouvé ceci au sujet de la terraformation :

 

http://fr.wikipedia.org/wiki/Terraformation

[PAB]

Message écrit par kaleo@01/09/2005 - 13:01

J'ai trouvé ceci au sujet de la terraformation :

 

http://fr.wikipedia.org/wiki/Terraformation

](texte cité)

 

Meeeeeeerrrrrccccciiiiiiiiiiii !

 

Cela dit, j'ai déjà lu 3 fois la trilogie de Kim Stanley Robinsin (Mars la rouge/verte/bleue)

 

A+ !!!

[lambda0]

Salut PAB

 

Je suis justement en train de la lire (j'en suis à Mars la bleue).

Le gars a quand même bien pensé son affaire, même si je ne pensais pas qu'on puisse rendre aussi rapidement l'atmosphère quasi-respirable.

Le proche avenir dira quand même si les quantités d'eau qu'on soupçonne exister dans le sous-sol martien sont bien là...

 

A+

 

PS: j'ai peut-être quand même une idée pour amener l'eau sur Vénus. Dans 1000 ans peut-être.

[PAB]

Je le soupçonne quand même d'avoir un peu "arrangé la réalité" en se basant sur les hypothèses optimistes de l'évaluation de la quantité d'eau sur Mars...

Cela dit, ça n'enlève rien au fantastique boulot d'écriture, de recherche, de conception, etc... de cette fresque.

 

On lui pardonne,va... Bonne lecture !

 

Pour vénus : tu veux détourner des satellites comme mimas, par ex ?

[lambda0]

Pas Mimas : trop proche de Saturne, et donc manoeuvre trop couteuse.

C'est un peu bizarre mais la mécanique céleste fait qu'il vaut mieux détourner un objet plus lointain, un satellite de Neptune par exemple. Qui doit être essentiellement constitué de glace, de laquelle on extrait le deutérium pour alimenter un moteur à fusion. Mais bon, il faut quand même consommer 20% de la masse totale, et la manoeuvre prendrait des siècles.

Mais si c'est pour de la SF...

 

A+

[PAB]

Ben tu vois, j'y avait déjà un peu pensé...

En Imaginant qu'on puisse creuser dans un tel satellite de glace une immense chambre à plusieurs dizaines de km sous terre, et qu'on y installe une gigantesque usine à extraction de deutérium, pour produire l'énergie nucléaire suffisante pour accélérer des noyaux d'oygène à une vitesse proche de celle de la lumière... Alors on aura doté Mimas d'un "réacteur"...

J'avais fait des calculs (très grossiers) concernant un petit (#10 km) fragment de glace des anneaux de Saturne, et effectivement, j'étais arrivé à une "perte" de masse d'environ 10%...

Par contre, je ne te suis pas quand tu prétends que "plus c'est loin, plus c'est facile"... Tu expliques ?

 

Autre chose, je reviens à mon idée de satellite...

En terme de moment cinétique : plus un corps est compact, plus il tourne vite, non ?

(comme le patineur à glace qui ramène ses bras à lui pour accélérer).

Donc, si on met en orbite un satellite, et qu'on le rapproche, la planète ne tourne-t-elle pas plus vite ?

(évidemment, tout est une question de rapport de masse : quand on se sert de Jupiter pour accélérer des sondes comme Voyager, on ralentit (un peu! ) Jupiter, en vertu du principe de conservation de l'énergie. Rien ne se perd, etc...)

Je divague, là, où quelqu'un m'arrête ?

[syncopatte]

Pour Vénus, il faut aussi trouver le moyen de changer sa rotation rétrograde? (son levant est (du verbe être) l'ouest)

 

Dur la science f!

[PAB]

Message écrit par syncopatte@02/09/2005 - 20:49

Pour Vénus, il faut aussi trouver le moyen de changer sa rotation rétrograde? (son levant est (du verbe être) l'ouest)

 

Dur la science f!

](texte cité)

 

Boarf... Je ne vois pas bien ce qui serait gênant dans le fait de "tourner à l'envers" (et d'abord, pourquoi "d'est en ouest" serait le bon sens ? Ce n'est le bon sens que si l'on regarde avec le Nord en "haut" ! et où est le "haut", dans l'espace, hein ? )

Accélérons-la A L'ENVERS !

'On ne va pas s'embêter à freiner, pour repartir dans l'autre sens, M... alors ! )

[syncopatte]

Dans un roman de SF le fait de tourner vers la droite ou vers la gauche pourrait engendrer un dynanisme narratif surprenant...

 

Politiquement aussi d'ailleurs, la face du monde qui changerait son pôle d'attraction.

 

A vos papiers écrivains, que cela bouge!

[lambda0]

Message écrit par PAB@02/09/2005 - 20:30

Par contre, je ne te suis pas quand tu prétends que "plus c'est loin, plus c'est facile"... Tu expliques ?

 

C'est une question de delta(V), et il me semble que le delta(V) requis doit être assez important pour Mimas car le satellite est assez proche de la planète, et ensuite il faut ensuite annuler la composante correspondant à la vitesse orbitale de la planète, composante plus importante pour Saturne que pour Neptune. Une fois cette composante annulée, l'objet "plonge" vers le système solaire intérieur, et on a encore besoin d'une manoeuvre gravitationnelle pour le mettre sur une orbite de rendez-vous (sinon, ça fait comme une comète qui s'écrase lourdement !).

Mais bon, c'est qualitatif, si j'ai le temps dans la journée, je ferais un petit calcul comparatif.

 

A+

[lambda0]

Pour se mettre en train le lundi matin...

 

Bon, on va se faire un peu charrier par les astronomes si on se met à chambouler le système solaire, mais voici la démarche de calcul. Il s'agit de calculer le delta(V) requis pour changer l'orbite du satellite, et on va traiter deux cas : Mimas, satellite de Saturne, et Triton, satellite de Neptune. On cherche à calculer un ordre de grandeur de l'énergie nécessaire pour amener un de ces satellites en orbite autour de Vénus.

 

Neptune:

M = 1e26 kg

r = 4.5e9 km

T = 164.8 a

 

Saturne:

M = 5.7e26 kg

r = 1.4e9 km

T = 29.5 a

 

Triton:

M = 2.1e22 kg

r = 355000 km

 

Mimas:

M = 3.8e19 kg

r = 185000 km

 

A titre indicatif :

Masse des océans terrestres (approx.) = 3e20 kg

Même si Mimas était entièrement constitué de glace, ça fait à peine plus de 10% de l'eau terrestre.

 

On calcule :

 

Vitesse libération Triton : vl = 6.1 km/s

Vitesse orbitale Neptune : vo = 5.4 km/s

 

Vitesse libération Mimas : vl = 20.3 km/s

Vitesse orbitale Saturne : vo = 9.4 km/s

 

On voit que le delta(V) nécessaire pour extraire Mimas de son orbite est très élevé, et aussi très différent en valeur absolue de la vitesse orbitale de Saturne. La vitesse de libération de Triton est plus faible, et de plus, elle est comparable à la vitesse orbitale de Neptune : celà signifie que si le vecteur d'échappement est bien calculé, en échappant à l'attraction de Neptune, on annule aussi la vitesse orbitale de la planète, et le satellite plonge directement vers le système solaire intérieur.

L'objet se retrouve donc sur une trajectoire héliocentrique de forte excentricité qui coupe l'orbite de Vénus, mais ce n'est pas une configuration suffisante : on peut passer près de Vénus, mais beaucoup trop vite pour se satelliser. Un peu comme une comète. Il faut donc prévoir une manoeuvre d'assistance gravitationnelle pour diminuer l'énergie de cette orbite, et placer l'objet sur une nouvelle trajectoire tangente à celle de Vénus, avec la bonne vitesse. Manoeuvre qui peut être accomplie au niveau de Jupiter : l'objet passe près de Jupiter, qui dévie sa trajectoire pour le placer sur une trajectoire de rendez-vous avec Vénus.

Et voilà : Triton, nouveau satellite de Vénus !

 

Maintenant, on peut évaluer l'énergie requise.

Le dv va être produit par réaction, en expulsant de la masse.

On a : m = m0.exp(-dv/ve)

m0 = masse initiale

m = masse finale

ve = vitesse d'éjection

 

On voit tout de suite l'intérêt d'avoir un dv le plus faible possible : la variation de masse est exponentielle !

 

D'autre part, on suppose que l'énergie cinétique du fluide éjecté provient de la masse elle-même :

E = (m0-m).ve²/2 = k.(m0-m)

k étant l'énergie par unité de masse.

On a donc : ve = Racine(2.k)

 

Et maintenant, que vaudrait k ?

En supposant que le satellite contient beaucoup de glace d'eau, on peut en extraire le deutérium pour alimenter des moteurs à fusion, suivant le cycle D-D. L'énergie de fusion sert à chauffer et à dissocier l'eau de laquelle a été extrait le deutérium, et c'est cette masse qui est expulsée et produit la poussée par réaction.

On comptant 30 g/m3, et en considérant l'énergie libérée par la réaction, on a :

k = 3e9 J/kg(H2O) (approximativement)

Tous calculs faits, ve = 77 km/s

Il s'agit d'une vitesse très élevée, correspondant à une température de plusieurs dizaines de milliers de K, ce qui ne peut pas être tenu par des tuyères classiques : on utiliserait à ce niveau des tuyères magnétiques pour former le faisceau de propulsion.

 

Ce qui permet de calculer la masse consommée pour produire le dv voulu.

En prenant un peu de marge pour quelques manoeuvre, si on prend dv = 10 km/s, on trouve m = 0.88 m0

On consommerait donc environ 12% de la masse initiale.

En comptant 10 à 20%, on est bien dans les bons ordres de grandeur.

Pour Mimas, on consommerait plutôt de 30 à 40% de la masse.

 

Voilà, sauf erreur de ma part dans les valeurs numériques.

C'est quand même chouette la SF

 

A+

[PAB]

Message écrit par lambda0@05/09/2005 - 08:05

Pour se mettre en train le lundi matin...

 

Voilà, sauf erreur de ma part dans les valeurs numériques.

C'est quand même chouette la SF

 

A+

](texte cité)

 

Bon, je te dois combien, pour les calculs ?

Meeeeerci !

 

(C'est vrai que c'est chouette, la SF ! )

[lambda0]

Message écrit par PAB@05/09/2005 - 11:45

Bon, je te dois combien, pour les calculs ?

Meeeeerci !

 

(C'est vrai que c'est chouette, la SF ! )

](texte cité)

 

Bah, un pdf de ton roman si ça sort un jour

Bon courage

[PAB]

Message écrit par lambda0@05/09/2005 - 12:04

Bah, un pdf de ton roman si ça sort un jour

Bon courage

](texte cité)

 

Ben puisque tu le demandes...

 

http://www.les-jardins-selenes.fr.tc/

 

Bon voyage !