construction d'un vaisseau spatial de "colonisation"

[cracou]

tu prends en compte dans la formule la variation de poids du vaisseau (elle doit être ajoutée sous la forme de log(variation) ) et donc oui on peut aller plus vite... en s'allégeant comme un fou et ça on sait le faire quelques minutes.

[stormshadow]

cracou, la formule pour la vitesse atteinte par une fusée c'est ln(Mi/Mf) * Ve avec:

Mi: Masse initiale du vaisseaux

Mf: Masse finale du vaisseaux

Ve: Vitesse d’éjection des gaz du moteur

Avec la fusion aneutronique hydrogène-bore (ces 2 éléments sont présent en abondance sur Terre) on peut avoir une vitesse d’éjection de 12000 km/s. Donc avec une masse initiale 20 fois supérieur à la masse finale, on peut atteindre une vitesse de 36000km/s soit 12% de la vitesse de la lumière. Même si on doit ralentir, ça ne divise que par 2 la vitesse soit 18000 km/s donc 6% de c.

http://www.projectrho.com/public_html/rocket/fusionfuel.php

Modifié le 16 janvier 2016 par stormshadow

[cracou]

En supposant qu'on arrive à le faire

En supposant qu'on arrive à la gérer

En supposant que tu n'es pas frit par les rayons X

ben... tu es toujours sur un truc instable qu'on ne sait maitriser plus de 1 ms en version réduite et ça devrait fonctionner des années...

Bref j'aimerais bien et c'est un de mes rêves mais pas dans notre vie :(

 

 

 

 

 

 

 

 

[ARPA]

Si l'objectif c'est d'avoir 5% de la vitesse de la lumière (donc un siècle pour l'étoile la plus proche) puis de décélérer ensuite, il faut assurer une variation de vitesse équivalente à 10% de c donc 30 000 000 m/s.

Si on se contente d'avoir un vaisseau avec 99% de sa masse en carburant, il faut une ISP de presque 700 000.

Pour les "propulsions nucléaires pulsés" (type orion ou mieux médusa) on a du mal à atteindre (théoriquement) les 100 000.

Il y a la propulsion par fragement de fission (selon wiki) qui pourrait permettre d'atteindre une ISP de plus de 1 000 000, mais ça reste encore trop théorique (quoique s'il faut construire un vaisseau géant, ça peut être envisagé)

Maintenant si on veut se contenter d'une ISP plus faible, on peut réduire la vitesse. C'est possible si on accepte un vol plus long, je ne suis pas sur que ce soit complètement inenvisageable. Une durée de vol d'un siècle promet à quasiment tout l'équipage d'espérer que leur enfant arrivent à destination et pour peu qu'on parle d'un équipage très jeune, certains peuvent même espérer mourir sur la nouvelle planète. Une durée de vol de 2 siècles permettra au plus vieux membre d'équipage le jour du débarquement de dire qu'il a connu quelqu'un qui est née sur Terre. Mais de toute façon le vaisseau devrait conserver un moyen de communication avec la Terre (avec quelques années de décalage) et une très grosse base de donnée, donc il est possible qu'un vol de plusieurs siècles soit humainement réalisable. Il s'agira "juste" d'une micro-communauté qui devra vivre en autarcie totale en se contentant d'échange d'information avec le reste de l'humanité. Si le vaisseau (ou la flotte de vaisseau) est assez grand (pour un million d'habitant ?) une durée de vol de 1000 ans est presque envisageable.
 

La question du % de carburant embarqué dépend aussi de la taille du vaisseau et du type de carburant utilisé et permettrait de réduire encore l'ISP. Si le vaisseau doit être construit de toute pièce en orbite terrestre (car pas assez puissant pour décoller seul) et qu'on doit aussi l'approvisionner en carburant, on va devoir utiliser les fusées actuelles qui sont déjà presque 100 plus grosse que leur charge utile. Chaque tonne de charge utile risque de demander (au moins) 100 tonnes de carburant et donc 10 000 tonnes de fusée sur terre. S'il faut réduire (significativement) le % de charge utile du vaisseau, on va devoir augmenter d'autant la quantité à mettre en orbite (donc à payer) et on arrive vite à une aberration pour une mission qui demandera une charge utile conséquente. Maintenant si on peut décoller de la terre (donc rapport poussé/poids >1) ou d'un autre astre du système solaire (Mars, la Lune, l'astéroïde du coin...) qui aura servi à la construction du vaisseau en fournissant la quasi-totalité de la matière première du vaisseau, la masse a beaucoup moins d'importance donc on peut envisager un vaisseau de 8 000 000 de tonnes (ça a été étudié comme limite max pour un Orion rentable) qui même avec 0,01% de charge utile permet de transporter 800 tonnes de charge utile.

Maintenant si on arrive à utiliser du carburant basique qu'on trouve en quantité presque illimité sur l'astre qui a servi à la construction du vaisseau, on peut envisager une charge utile vraiment très réduite. Par exemple si on transforme un astéroïde en vaisseau pour abriter une petite population mais que tout le reste de l'astéroïde peut être utilisé comme carburant, on a plus de problème lié à la quantité de carburant. Il y a presque toute les tailles comme astéroïde, donc s'il faut un utiliser un de la taille de pluton pour permettre à une ville d'atteindre un autre système solaire, ça ne me choque pas plus que ça et je ne crois pas que ça manquera beaucoup à notre système solaire.

D'ailleurs si on doit utiliser quelques vaisseaux type super Orion (400 m de diamètre, 8 millions de tonnes et utilisant quelques centaines d'explosion nucléaire pour décoller de la terre) qui serviront à construire le vaisseau générationnel sur cet astéroïde puis qui pourront servir de navette une fois arrivé à destination, ça ne me choquerait pas et cela causerait moins de radiation sur terre que l'ensemble des essais nucléaire déjà pratiqués (qui ont fait moins de dégâts que le simple accident de Tchernobyl)

Si on accepte une durée de vol de 1000 ans (donc vitesse de croisière de 0,5 c) pour transporter une petite civilisation qui a intercepté un astéroïde mille milliard de fois plus lourd qui servira intégralement de carburant, on peut se contenter d'une ISP de 10 000 (ce qui est "largement" compatible avec un super Orion qui demande d'ailleurs un combustible composé en grande partie partie de "matière inerte" donc il reste envisageable de trouver un astéroïde exploitable avec cette technique)

 

La question du système de propulsion est une question complexe, mais ça reste loin d'être insurmontable et ça dépend de beaucoup de facteur. Si on me dit qu'on arrive à faire un "vaisseau de colonisation" qui n'a besoin que d'une tonne de "charge utile" (des embryons congelés et des robots qui construiront des robots arrivés à destination) et qui peut voyager pendant plusieurs centaines de milliers d'années, un simple tir d'Ariane V pourrait suffire.

Si j'ai ouvert ce topic, c'est aussi parce que j'ai peur que notre civilisation ne soit plus capable de faire un "vaisseau" capable de tenir plus que quelques années. Les pharaons pouvaient faire construire des pyramides capable de tenir des milliers d'années, les romains des temples qui tenait des centaines d'années, presque un millénaire, même au moyen age on savait faire des cathédrales pour plusieurs siècles. Mais maintenant je crois qu'on est incapable de faire un ordinateur capable de fonctionner plus de quelques décennies. Et je parle du matériel, pour l'équipage c'est presque pareil. Les troupes romaines étaient recrutées pour une décennie de mission loin de leur foyer, les marins qui ont découvert l'Amérique sont parti pour plusieurs années et actuellement on trouve ça trop compliqué de faire une mission qui demande plus que quelques mois d'isolement. On pourrait aussi rajouter que la recherche de rentabilité sous 4 ou 5 ans (le temps d'une présidence) n'aide pas au développement d'un programme à très long terme.

[rogue0]

Le 16/1/2016à18:43, stormshadow a dit :

cracou, la formule pour la vitesse atteinte par une fusée c'est ln(Mi/Mf) * Ve avec:

Mi: Masse initiale du vaisseaux

Mf: Masse finale du vaisseaux

Ve: Vitesse d’éjection des gaz du moteur

Avec la fusion aneutronique hydrogène-bore (ces 2 éléments sont présent en abondance sur Terre) on peut avoir une vitesse d’éjection de 12000 km/s. Donc avec une masse initiale 20 fois supérieur à la masse finale, on peut atteindre une vitesse de 36000km/s soit 12% de la vitesse de la lumière. Même si on doit ralentir, ça ne divise que par 2 la vitesse soit 18000 km/s donc 6% de c.

http://www.projectrho.com/public_html/rocket/fusionfuel.php

Questions bêtes :

• La formule est toujours valable pour les propulsions photoniques ? (tant qu'à rêver, autant aller jusqu'au bout)
  Vitesse d'éjection = c
• Pour la propulsion "ionique" (au sens large du terme), je ne pense pas qu'il y ait de vraie limite à la vitesse d'éjection (à part c).
  On pourrait faire un pseudo Bussard, mais cette fois pour choper des atomes comme reaction-mass : et garder juste le carburant dans le vaisseau?
• Et quid d'un "booster" de propulsion externe ?  A tout hasard, déployer une voilure réfléchissante au départ (10000 km² ça devrait suffire), et la shooter avec des laser ultra-haute puissance ?

Il y a 22 heures, ARPA a dit :

(snip massif)

Si j'ai ouvert ce topic, c'est aussi parce que j'ai peur que notre civilisation ne soit plus capable de faire un "vaisseau" capable de tenir plus que quelques années.

C'est pas faux.

D'un autre côté, les défis liés à cet environnement extra-terrestre sont vraiment immenses (hors défi technique de concevoir le vaisseau):

• radiations (cf les bugs causés par les rayons cosmiques sur les ordinateurs)
• température + vide
• érosion de micro météorite (ou plus gros)
• situations complètement imprévisibles (dur pour les IA)

Donc, je dirais qu'il est plus probable qu'on découvre une propulsion hyperluminique avant de lancer un "generation ship"
Et vu l'état des projets spatiaux, je croise les doigts pour qu'il n'y ait pas d'ici là d'urgence vitale (invasion ET, soleil qui explose) qui nous force la main ...

 

[Conan le Barbare]

Un bon PC suffit largement pour aller dans une autre galaxie

 

 

Ok je => []

[zone 51]

Bon visiblement, le problème c'est avant tout , l'énergie. Pour ceux qui ne connaissent pas ce gars: https://fr.wikipedia.org/wiki/Roland_Lehoucq

 

[cracou]

En fait si on veut que l'homme atteigne les étoiles il faut d'abord changer l'homme en un truc qui supporterait 10.000 ans de voyage sans trop de problèmes.

Dans ce cadre là on est bon.

[Desty-N]

il y a 12 minutes, cracou a dit :

En fait si on veut que l'homme atteigne les étoiles il faut d'abord changer l'homme en un truc qui supporterait 10.000 ans de voyage sans trop de problèmes.

Dans ce cadre là on est bon.

Si on trouve comment vivre 10 000 ans, il y a tout de même des chances pour qu'on aie aussi avancé dans le domaine des sources d'énergie quasi illimité, type réacteur à fusion. Et avec un peu de chance, on aura aussi progressé en ce qui concerne les moyens de propulsion.

Par exemple, on sait déjà qu'il existe une solution des équations d'Einstein qui pourrait ÉVENTUELLEMENT rendre possible un voyage supraluminique : la métrique d'Alcubierre ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Métrique_d'Alcubierre ) . Elle implique une déformation en forme de « vague » de l'espace-temps, qui se contracterait dans une direction et se dilaterait dans l'autre. Les calculs actuels impliquent une gigantesque quantité énergie, mais elle décroit peu-à-peu ( http://www.space.com/17628-warp-drive-possible-interstellar-spaceflight.html ) Il ne semble donc pas déraisonnable d'estimer que les avancées scientifiques et techniques à venir rendraient la chose envisageable.

Plus généralement, je pense que la construction d'un vaisseau de colonisation passerait par l'utilisation de technologies éprouvées. Autant les développer lors de l'exploration du système solaire. La propulsion ionique suit ce chemin. Réussir à exploiter les ressources minières des astéroïdes, constituerait un pas supplémentaire dans la bonne direction.
Si dans les prochaines décennies, on assiste à l'installation d'avant-postes sur d'autres planètes et lunes proches, cela permettra de faire le tri et de valider les méthodes les plus intéressantes. Mais, à mon avis, ce n'est pas gagné: on a déjà du mal à maintenir quelques milliers de personnes en Antarctique au delà d'un an chacune, alors que le Pôle Sud reste beaucoup plus accessible et "facile à vivre" que la plupart des corps du système solaire...

[proxima]

Voilà de quoi on parle pour des Orions avec des plaques de poussée de 80m (40 000t?):

 

 

Et voilà à quoi aurait dû ressembler "Discovery" dans 2001: 

140m de long, 10 000t, plaque de 20m

  

 

 

Modifié le 18 janvier 2016 par proxima

[WizardOfLinn]

 

Sympa les détonations de bombes H à la chaine en orbite terrestre basse ;)

[proxima]

il y a 54 minutes, WizardOfLinn a dit :

 

Sympa les détonations de bombes H à la chaine en orbite terrestre basse ;)

Dans ce cas, ce sont des "petites" bombes de 0.15-0.35kt en atmosphère et jusqu'à 15kt dans le vide pour les gros Orions. Si l'engin est lancé hors des latitudes tropicales il y a peu de chances d'injecter des électrons (ou autres ions) dans la ceinture magnétique terrestre, "a fortiori" si on est en basse altitude et avec des petites bombes. Pour avoir un effet EMP il faut des charges presque mégatoniques à très haute altitude et près des tropiques et zones tempérées. Quant aux produits de fission ils sont éjectés à une vitesse de libération supérieure à celle du système solaire, voir galactique. De plus, on oublie souvent combien l'espace est radioactif: La traînée d'un Orion est probablement bien plus saine que n'importe quel autre endroit de l'espace soumis aux rayons cosmiques et autre joyeusetés spatiales.

A noter aussi que les calculs de mortalité pour un tir d'Orion effectués à l'époque se basaient sur la théorie LNT (linear no threshold) qui considère que toute dose de radiation même ultra-minime est mauvaise. Cette théorie a été discrédité scientifiquement depuis mais est toujours conservée comme règle administrative: une espèce de super-principe de précaution.

Après 2000 tirs d'engins parfois multi-mégatoniques et avec le recul, on n'a pas observé de contamination notable, et c'est à mettre en balance avec les radionucléïdes dispersés dans la biosphère par la combustion du charbon (de l'ordre d'un Tchernobyle par semaine). Franchement, le cas "écologique" contre Orion est de plus en plus faible. Par contre, politiquement, on peut se poser la question s'il est responsable de laisser des vaisseaux contenant des milliers de bombinettes se balader sans supervision ou mesures de sécurité sérieuses.

Je crois que c'est A.C.Clark qui disait que tout vaisseau spatial suffisamment performant est potentiellement une arme de destruction massive.

[g4lly]

Plutôt que de faire péter des bombe façon pulso-réacteur, il n'y a vraiment pas moyen d'entretenir la réaction dans une tuyère/chaudron?

Genre "fusion rocket" ...

[proxima]

Oui.

Il y a le classique Nerva: de l'hydrogène passé au travers des tubes d'un coeur nucléaire avec éventuellement une augmentation de poussée par injection d'oxygène après le col de la tuyère. ISP~800-1200s

Puis on a le "gaz core" ou on réchauffe de l'hydrogène dans la même chambre où on injecte de l'uranium jusqu'à obtenir une masse critique. On essaye (douteusement) de garder l'uranium dans la chambre de combustion avec des vortex et une mise en rotation. ISP~2000s

Puis il y a l'ampoule nucléaire où l'uranium est conservé dans une grosse ampoule aux parois refroidies à l'hydrogène mais transparente aux IR/UV pour réchauffer de l'H2 "noirci avec des particules de carbone. Faisable, propre mais très difficile. ISP~2000s.

On en vient au NSWR (nuclear salt water reactor) de zubrin qui est très très sale, très efficace et pousse très très fort. C'est un mélange d'eau et d'uranium plus ou moins dosé en U235, le tout injecté dans la chambre de réaction donnant une explosion continue! ISP ~7000s / Poussée de 13 MegaN pour un vaisseau de 2700t-carburant+300t-reste---> 3.6%c

Finalement il y a la propulsion par fragments de fissions ou de très petites quantités d'uranium sous forme de nano particules est injecté dans une chambre magnétique dont une extrèmité débouche sur une tuyère magnétique. C'est un super moteur ionique nucléaire. ISP > 1 000 000s,  Eff~90%, Vmax~3-5%c et +, très faible poussée. Un orion avec une plaque de poussée classique et une grosse tuyère magnétique  cumulerait les avantages des deux. 

Tu va tout trouver et plus sur ce site: http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist.php  

PS: Hormis Orion, mon préféré reste le "solar moth" (papillon solaire) dans sa version à vapeur. On ne peut pas faire plus simple et plus élégant :)

http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist.php#solarmoth 

Modifié le 18 janvier 2016 par proxima

[2020]

La campagne de recherche d exoplanetes  habitable autour de proxima débute (je sais plus la quelle de proxima mais c est la naine rouge)  ! Elle finira dans 4 mois !

Distance 4.5 al !

http://m.sciencesetavenir.fr/article/20160118.OBS2941/existe-il-une-planete-habitable-autour-de-proxima-du-centaure.html?xtref=http%3A%2F%2Fwww.google.fr#http://www.google.fr

[WizardOfLinn]

Il y a 2 heures, proxima a dit :

...

Quant aux produits de fission ils sont éjectés à une vitesse de libération supérieure à celle du système solaire, voir galactique. De plus, on oublie souvent combien l'espace est radioactif: La traînée d'un Orion est probablement bien plus saine que n'importe quel autre endroit de l'espace soumis aux rayons cosmiques et autre joyeusetés spatiales.

 

Les fragments de fission sont chargés, et piégés par le champ magnétique terrestre, qui capture des particules même bien plus rapides. En réalité, la mise en marche d'un tel moteur à moins de quelques centaines de milliers de km de la Terre conduirait à une augmentation de la radioactivité atmosphérique tout à fait mesurable et significative. Article et calculs sur le sujet vu il y a quelques années.
Par ailleurs, à l'époque où Orion a été imaginé, il n'y avait pas autant de satellites autour de la Terre, l'allumage d'une telle propulsion pourrait bien en griller un certain nombre, et dérégler pas mal d'instruments.
Tout cela n'invalide pas le concept, mais pour quitter la banlieue terrestre, un système de propulsion un peu moins agressif serait plus indiqué.

 

 

[stormshadow]

Citation

Les fragments de fission sont chargés, et piégés par le champ magnétique terrestre, qui capture des particules même bien plus rapides

Pas si le lancement a lieu aux pôles

Citation

En réalité, la mise en marche d'un tel moteur à moins de quelques centaines de milliers de km de la Terre conduirait à une augmentation de la radioactivité atmosphérique tout à fait mesurable et significative. Article et calculs sur le sujet vu il y a quelques années.

La quantité de radioactivité serait totalement négligeable par rapport à la radioactivité naturelle surtout si on utilise au maximum la fusion au lieu de la fission. On est capable aujourd'hui de faire des bombes H extrêmement propres qui utilisent au maximum la fusion et au minimum la fission comme source d’énergie.

Le Orion est le seul système de propulsion avec le NSWR de Zubrin combinant une Isp très élevé avec une très une forte poussée.

Un seul vaisseau Orion peut envoyer en orbite en 1 seul lancement, 1000 fois la charge utile d'une Ariane 5 ou Falcon 9.

Modifié le 18 janvier 2016 par stormshadow

[ARPA]

Il y a 4 heures, 2020 a dit :

La campagne de recherche d exoplanetes  habitable autour de proxima débute (je sais plus la quelle de proxima mais c est la naine rouge)  ! Elle finira dans 4 mois !

Distance 4.5 al !

L'Uchronie pourra commencer dans 6 mois quand on va découvrir une planète presque identique à la Terre et d'après les estimations des gaz cohérents avec une vie comparable à la notre.

il y a une heure, stormshadow a dit :

Pas si le lancement a lieu aux pôles

La quantité de radioactivité serait totalement négligeable par rapport à la radioactivité naturelle surtout si on utilise au maximum la fusion au lieu de la fission. On est capable aujourd'hui de faire des bombes H extrêmement propres qui utilisent au maximum la fusion et au minimum la fission comme source d’énergie.

Le Orion est le seul système de propulsion avec le NSWR de Zubrin combinant une Isp très élevé avec une très une forte poussée.

Cela voudrait dire qu'un gros Orion (de 8 millions de tonnes ?) fonctionnant avec des bombes à fusion (donc plus de 100 KT chacune) et décollant d'un pôle (le sud, c'est le moins peuplé ?) pourrait ne pas être inenvisageable ? Même si la zone est localement irradiée, ça n'empêchera d'envisager de s'en resservir pour un autre Orion (si on veut lancer un petite flotte ou si on veut faire des aller et retour les Orion servant de grosses "navette") vu que les Orion seront protégés contre les radiations (pour résister à leur bombes mais aussi aux radiations cosmiques)

[proxima]

Il y a 8 heures, WizardOfLinn a dit :

Les fragments de fission sont chargés, et piégés par le champ magnétique terrestre, qui capture des particules même bien plus rapides. En réalité, la mise en marche d'un tel moteur à moins de quelques centaines de milliers de km de la Terre conduirait à une augmentation de la radioactivité atmosphérique tout à fait mesurable et significative. Article et calculs sur le sujet vu il y a quelques années.
Par ailleurs, à l'époque où Orion a été imaginé, il n'y avait pas autant de satellites autour de la Terre, l'allumage d'une telle propulsion pourrait bien en griller un certain nombre, et dérégler pas mal d'instruments.
Tout cela n'invalide pas le concept, mais pour quitter la banlieue terrestre, un système de propulsion un peu moins agressif serait plus indiqué.

 

 

Je ne suis pas spécialiste mais je suppose que c'est possible dans certaines circonstances. De ce que j'ai compris les gens en charge étaient moins concernés par les résidus de fission que par les électrons injectés dans les ceintures magnétiques. Hors ceux ci sont favorisés par les bombes-A et moins par les bombes-H.

Aux dernières nouvelles on ne sait pas encore enclencher une réaction de fusion sans allumeur à fission (hors laboratoires). Une bonne nouvelle pour ce type de vaisseaux serait de pouvoir allumer une réaction de fusion par une source externe embarquée, type lasers. Ca retirerait au moins la possibilité d'utiliser ces bombinettes comme autre chose qu'une source de propulsion.

Quant aux satellites, on doit pouvoir déterminer des fenêtres de tir pour éviter de coïncider avec leur passage dans la traînée immédiate. 

Il y a 4 heures, ARPA a dit :

L'Uchronie pourra commencer dans 6 mois quand on va découvrir une planète presque identique à la Terre et d'après les estimations des gaz cohérents avec une vie comparable à la notre.

Cela voudrait dire qu'un gros Orion (de 8 millions de tonnes ?) fonctionnant avec des bombes à fusion (donc plus de 100 KT chacune) et décollant d'un pôle (le sud, c'est le moins peuplé ?) pourrait ne pas être inenvisageable ? Même si la zone est localement irradiée, ça n'empêchera d'envisager de s'en resservir pour un autre Orion (si on veut lancer un petite flotte ou si on veut faire des aller et retour les Orion servant de grosses "navette") vu que les Orion seront protégés contre les radiations (pour résister à leur bombes mais aussi aux radiations cosmiques)

La solution envisagée pour un lancement d'Orion depuis le sol était de choisir une zone isolée aux hautes latitudes, Un îlot des Kerguelen ferait l'affaire. Puis de recouvrir une zone plate de plaques d'acier avec un revêtement de silicone et de carbone (comme pour la plaque de poussée d'un Orion). Ensuite on soulève l'Orion de quelques centaines (milliers?) de mètres par une propulsion chimique quelconque, puis on enclenche la propulsion pulsée. Le but étant d'éviter que le vaisseau ne se prenne une réflexion de l'onde choc en provenance du sol.

Au bout de quelques secondes les produits de fission les plus sournois se sont transformés en espèces moins violentes. Disons qu'au bout d'une demi-journée on devrait pouvoir recommencer l'opération d'après les promoteurs du projet.

Pour les très gros Orions qui ne peuvent être soulevés par une propulsions chimique, je suppose qu'en disposant le vaisseau au dessus d'une grande cavité on devrait pouvoir le lancer en propulsion pulsée depuis l'altitude zéro.

Sur le site que j'ai cité plus haut il y avait des liens vers des méthodes de construction et de lancement avec de tels puits.

PS: pour les bombes de 100kt je suppose qu'il s'agit de celles utilisées dans l'espace. Dans l'atmosphère les impulsions demandées sont presque 100 fois plus petites puisque l'air agit comme une masse de réaction supplémentaire multipliant l’efficacité des dites impulsions.

...Quoique avec une bête de 8Mt (80 Nimitz) des bombes de 100kt me semblent soudainement plus raisonnables :) 

Modifié le 19 janvier 2016 par proxima

[WizardOfLinn]

Il y a 10 heures, stormshadow a dit :

...

Un seul vaisseau Orion peut envoyer en orbite en 1 seul lancement, 1000 fois la charge utile d'une Ariane 5 ou Falcon 9.

Cela fleure bon les années 60, mais c'était une autre époque...
En ces temps là, on ne voyait pas d'objection à tester les armes nucléaires à l'air libre, et il y avait même des projets d'utilisation pour des ouvrages de génie civil (on aurait rasé des montagnes ou creusé des canaux à la bombe H).
La sagesse a quand même prévalu. Ces 50 dernières années, on a pollué notre environnement de toutes sortes de substances chimiques, mais on a quand même réussi à confiner la radioactivité (sauf accidents) en interdisant la généralisation des explosions à l'air libre. Moyennant quoi, le pic de radioactivité des années 1960 a décru tranquillement, probablement avant que cela ait vraiment des conséquences sanitaires globales (encore qu'il y ait quelques controverses sur ce point).

La propulsion nucléaire pulsée est toujours intéressante, mais ça fait longtemps que les études sérieuse n'envisagent plus un décollage de la surface terrestre de cette façon, ni même une mise à feu en orbite basse. Sous sa forme primitive, Orion présente surtout un intérêt historique.

 

 

[ARPA]

Il y a 5 heures, proxima a dit :

Quant aux satellites, on doit pouvoir déterminer des fenêtres de tir pour éviter de coïncider avec leur passage dans la traînée immédiate.

Pour les satellites, on peut aussi en profiter pour les remplacer.

A mon avis, si on utilise un vaisseau type Orion (décollant depuis la Terre), il faudrait le faire le moins souvent possible et uniquement si on ne peut pas faire autrement. La construction d'un vaisseau Orion de quelques centaines de tonnes (on arrive à 400 avec l'ISS) devrait être mis en orbite terrestre par des moyens conventionnels sinon il ne justifie pas l'usage du nucléaire. On saurait même faire des fusées capables de mettre en orbite une charge utile unique de plusieurs centaines de tonnes (d'après les projet post Saturne V) donc associé à un assemblage du vaisseau en orbite, on doit arriver à un Orion de plus de mille tonnes mis en orbite conventionnellement. De même un vaisseau Orion devra utiliser la fusion pour limiter la pollution, on arrive donc à un vaisseau de plusieurs milliers de tonnes. La consommation de matière fissile étant presque la même quelque soit la taille du vaisseau (tout dépend du rendement des bombes) on en arrive à souhaiter le vaisseau le plus gros possible donc la solution d'un vaisseau de plusieurs millions de tonnes est tout à fait crédibles. Dans ces conditions, il devient envisageable d'embarquer quelques centaines de satellites pour remplacer tout ceux de l'orbite terrestre. Ce serait à vérifier, mais je crois qu'on ne dépasse pas les 1000 tonnes de satellites par ans (et je suis très large) donc avec une durée de vie moyenne de 20 ans, avec seulement 20 000 tonnes de satellites, on renouvelle tout le parc spatial.

Enfin on arrive aussi à une autre complexité. Si le vaisseau Orion parait utile pour propulser un vaisseau de plusieurs millions de tonnes (jusqu'à 80 d'après Wiki), il faudra concevoir un vaisseau bien plus gros que le plus gros des navires qui n'atteint même pas le million de tonnes.

[zx]

bon, on a mille ans pour filer.

"UNE CATASTROPHE PLANÉTAIRE EST CERTAINE D’ICI MILLE ANS"

http://www.parismatch.com/Actu/Sciences/Une-catastrophe-planetaire-est-certaine-d-ici-mille-ans-stephen-hawking-898849#CS1-6

Modifié le 19 janvier 2016 par zx

[proxima]

Bon, je me lance... voici comment je vois un possible futur si on envisage un jour un voyage vers un autre système stellaire:

Premièrement, il faut savoir vers où on se dirige. Heureusement on est dans l'age d'or de l'astronomie. On trouve plein de planètes et on commence à connaitre leur propriétés et leur environnement stellaire. La nouvelle génération de télescopes (GMT, E-ELT, Vista, James Web, SKA) va très sérieusement nous offrir de nouvelles pistes si elles existent. Supposons que la génération d'après ces merveilles technologiques confirme des planètes candidates dans un rayon de 15 AL et on pourra envisager une possible colonisation. On devrait pouvoir obtenir l'orbite, la taille, la masse, la couleur, l'humidité, les rotations ainsi que leurs axes, les saisons, la composition atmosphérique et même si on a déjà une activité chlorophyllienne. Je doute cependant qu'on ait le temps et la patience pour envoyer une sonde d'exploration sauf pour tester les méthodes de propulsion. On devra donc partir sur la foi des prouesses de l'astronomie.

Ensuite il va falloir envisager la logistique de la colonisation et surtout du voyage lui même. Je pense qu'on ne fera rien en dessous de 1000 braves volontaires plus quelques millions d'embryons congelés et autres codes d'ADN (hommes, bêtes, plantes, bactéries, virus, etc). Pourquoi 1000 bonshommes? Parceque en dessous de ce nombre je crains que les volontaires partis pour 100 ans (se sacrifiant donc) ne s'ennuient sérieusement. Il va falloir une vie sociale intense avec une communauté soudée mais regroupant aussi plein de compétences à utiliser ou à transmettre. Leur environnement devra être une sorte de petit paradis justifiant leur sacrifice: Une espèce de petit "Rama" ou petit "Babylon V". Pour la nourriture et les systèmes de survie je ne m'inquiète pas trop si on a de l'énergie, la place et une gravité artificielle par rotation. On a le choix de la méthode naturelle avec des animaux et des plantes ou bien utiliser ce qui commence à pointer le bout de son nez: la culture de cellules végétales ou animales et l'impression 3D de la nourriture. Avec suffisamment d'énergie et une machinerie adaptée tout est recyclable à l'infini. Pareillement, je ne serais pas surpris si on n'arrive à reconstituer une espèce à partir de son simple code ADN sous forme informatique et avec l'aide de séquenceurs génétiques et d'utérus artificiels. Il est très possible que la solution technique arrive sous forme de messages venant de la lointaine Terre: Je pense à cette nouvelle forme de petite industrie qui nous arrive en ce moment même où des fichiers informatiques décrivant parfaitement de nouveaux objets sont en vente ou en accès libre sur internet. C'est à dire qu'en partant avec la technologie du 21-ième siècle nos colonistes pourraient arriver avec toute la panoplie industrielle du 22-ième siècle. Les volontaires restés à la maison ne manqueraient pas pour aider les colonistes, multipliant ainsi la puissance intellectuelle embarquée.

Je ne pense pas qu'il soit nécessaire de construire pour mille ans, mais il va falloir embarquer toutes les machines pour réparer et fabriquer des pièces défaillantes et les moyen de construire de nouvelles machines. Ca inclue bien sur toute une chaine informatique, des usines de collecte et de traitement des ressources trouvées dans le système solaire d'arrivée, mais aussi la fabrication des bombes si on choisit un système de type Orion. Les colonistes doivent avoir tous les moyens pour fabriquer un vaisseau tout neuf s'ils trouvent les ressources physiques nécessaires parceque tout ce qui peut casser va casser un jour où l'autre.

 

Toute cette expérience ne va pas arriver par magie. Le colonistes referont ce qui se fait déjà dans le système solaire: création et entretient d'habitats spatiaux, récolte, transport et transformation de matériaux trouvés dans l'espace. En bref, il n'y aura pas de colonisation si une industrie spatiale lourde, éprouvée et rentable n'existe pas déjà à la maison!

 

Pour le vaisseau lui même, je penche vraiment pour un système type Orion parceque c'est simple, low-tech, adaptable à plein de situations et avec plein de variations possibles (notamment pour les types de bombes). A l'arrivée dans le système de destination les colonistes ne vont peut être pas trouver immédiatement du curium pour catalyser une bombe à fusion ultra propre, ou du tungstène comme masse de réaction: Ils devront peut être se rabattre sur de bonnes vieilles bombes à l'uranium avec de l'eau sale comme masse de réaction. Ce n'est peut-être pas la solution optimale mais ça passe partout même dans les puits de gravité et dans toutes les atmosphères.

Pour l'architecture du vaisseau, et pour 1000 personnes et toute l'infrastructure industrielles, un cylindre rotatif d'1km X 2km me semble être le minimum pour 50/150 ans de voyage. Avec un plafond à 100m et un cycle jour/nuit par éclairage artificiel on dispose d'un grand espace de vie pour s'ébattre et vivre une vie quasi normale. Le reste du cylindre (le coeur) est rempli de machinerie pour la vie du vaisseau et surtout pour l'industrie nécessaire à la phase de colonisation. Le cylindre lui-même est très alvéolé en se rapprochant de l'extérieur pour résister aux éléments externes (pression, radiations, micro-météorites) et aux accidents de décompression. Ces alvéoles sur plusieurs étages peuvent servir de zone de stockage de matériaux, de chambres pour toutes sortes de cultures, ou bien comme logements. Une grande partie des taches devra être robotisée car le moindre relâchement dans la surveillance des systèmes peut avoir des conséquences catastrophiques.

La construction d'un tel objet peut être réalisé en partie par préfabrication d'éléments réalisés sur Terre ou ailleurs, et en partie comme un gigantesque chantier de tissage et d'impression 3D avec l'aide de structures gonflables, le tout directement dans l'espace. La partie propulsive est constituée  de gros Orions de base 50/100m crées sur Terre et assemblés en faisceaux au cul du gros habitat rotatif. Une plaque de poussée rassemblant les différents Orions doit être assemblée dans l'espace. Un raffinement supplémentaire serait d'ajouter en supplément de la plaque géante des grands bras supportant une tuyère magnétique pour capturer le maximum d'énergie de chaque bombinette: On atteindrait ainsi des rendement et donc une vitesse finale bien supérieure. Les Orions assembles en faisceaux peuvent être désassemblés une fois arrivés à destination et servir à créer une nouvelle infrastructure spatiale pour les colonistes. 

 

Voilà ce que me dis ma boule de cristal pour l'instant :=)

[ARPA]

il y a 51 minutes, proxima a dit :

Pour l'architecture du vaisseau, et pour 1000 personnes et toute l'infrastructure industrielles, un cylindre rotatif d'1km X 2km me semble être le minimum pour 50/150 ans de voyage. Avec un plafond à 100m et un cycle jour/nuit par éclairage artificiel on dispose d'un grand espace de vie pour s'ébattre et vivre une vie quasi normale. Le reste du cylindre (le coeur) est rempli de machinerie pour la vie du vaisseau et surtout pour l'industrie nécessaire à la phase de colonisation.

Il faudrait probablement prévoir des étages histoire d'augmenter significativement la surface au sol. Si on se contente juste du cylindre, on a à peine 3 km2 ce qui fera une assez grosse densité de population (mais ça reste raisonnable et c'est moins que beaucoup de ville)

Maintenant et surtout si on prévoit en réalité d'envoyer une flotte de "plusieurs" (entre 2 et 6) vaisseaux qui resteront quasiment à porté de navette (pour envisager quelques échange de personnel ou d'outils), on peut envisager des vaisseaux relativement peu peuplé (quelques grosses familles plutôt qu'une petite ville)

[proxima]

Il y a 2 heures, ARPA a dit :

Il faudrait probablement prévoir des étages histoire d'augmenter significativement la surface au sol. Si on se contente juste du cylindre, on a à peine 3 km2 ce qui fera une assez grosse densité de population (mais ça reste raisonnable et c'est moins que beaucoup de ville)

Maintenant et surtout si on prévoit en réalité d'envoyer une flotte de "plusieurs" (entre 2 et 6) vaisseaux qui resteront quasiment à porté de navette (pour envisager quelques échange de personnel ou d'outils), on peut envisager des vaisseaux relativement peu peuplé (quelques grosses familles plutôt qu'une petite ville)

Pi.D.h~6km² :-)

Ca ferait 25% des gens en train de bosser dans les zones industrielles, 50% en train de glander dans leurs appartements ou à garder les gosses, et 25% à batifoler dans le grand jardin de 6km², soit 250 personnes. 

Plusieurs étages?: Probablement oui, ne serait-ce que par sécurité. Je voyais la coque comme une structure feuilleté et alvéolée à 3/4 étages standards type 3m, sans compter le feuilletage sacrificiel pour les micro-météorites (à 5-10% de c ça va faire mal!) avec des mousses expansives pour combler automatiquement les trous et/ou des mousses chargées en gaz type argon/xénon contre certaines radiations. Il faudrait aussi probablement envisager une protection par champ magnétique (voir avec un gaz injecté dans le champ magnétique en cas de zone à forte menace). Quand je parlais d'ajouter une tuyère magnétique à l'arrière pour des raisons d'amélioration du rendement, je pensais aussi que si on fait la même chose à l'avant (avec pourquoi pas une seconde plaque de poussée/protection frontale), on pourrait établir un champ magnétique de protection englobant tout le vaisseau.

Allons plus loin: avec quelques autres aménagements, on pourrait envisager d'utiliser l'hydrogène interstellaire comme masse de réaction supplémentaire hors des phases de pulsation en l'accélérant grâce à ce champ magnétique et l'énergie interne du vaisseau. A 1 atome/cm3 dans les régions les plus pauvres ça n'est pas négligeable sur des dizaines d'années. Ce n'est pas comme pour un ramjet Bussard qui ralenti l'hydrogène puis le fait fusionner jusqu'à atteindre des vitesses phénoménales (s'il n'y avait pas ce maudit pb de traînée!). Par contre dans notre cas ça pourrait faire gagner quelques malheureux % et transformer un voyage de 100 ans en voyage de 75 ans.

^^^^oublions, c'est vraiment négligeable en fait :-/ L'état de l'art en 1958 c'est 0.1c avec 3000 bombes à fusion accélérant à 1g pendant 36 jours, sans tuyère magnétique ni aucune autre forme de propulsion avancée type fragments de fission mais avec une décélération par mag-sail (grosse tuyère magnétique inventée plus tard par Zubrin!) à l'étoile d'arrivée. Total, +44 ans pour rejoindre Alpha Centauri. Avec des matériaux modernes et de nouvelles configurations on devrait pouvoir faire un peu mieux.

Maintenant pour la taille, je parlais de minimum :-)

En fait, si ça doit exister un jour, je pense qu'on lancera des habitats déjà existant et desservant des zones économiques d’intérêt comme des planètes ou des zones minières.

 

Plusieurs vaisseaux? C'est un choix respectable mais tout dépendra des conditions économiques et de la philosophie en vigueur à cette époque. Si ça se passait maintenant je pense qu'on lancerait 6 vaisseaux vers autant de destinations différentes.

Modifié le 20 janvier 2016 par proxima