Propulsion photonique
Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Postulat

" Tendez vos mains au Soleil, que sentez-vous ? La chaleur, bien sûr. Mais il y a aussi la pression. Vous ne vous en rendez même pas compte, tant elle est faible, à peine un millionième d'once à la surface de vos paumes, mais dans l'espace même une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) aussi négligeable peut devenir importante, parce qu'elle agit tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), chaque heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il...), chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...). Et ce n'est pas comme pour le propergol (Un propergol, dans le domaine de l'astronautique, est un produit constitué par un ou plusieurs ergols, soit séparés soit réunis, pour former un mélange ou un composé,...), elle ne coûte rien et il y en a tant que l'on veut. On a les moyens de l'utiliser. Nous pouvons construire des voiles (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à l’origine par Ptolémée dans l’immense constellation du Navire Argo, elle fut...) qui capteront le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) du Soleil ".

Citation : Le vent du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...), Arthur C. Clarke

Introduction

Nous nous sommes faits à l'idée, au vu des engins spatiaux actuels, qu'une propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice...) efficace se traduisait par des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) très puissants fonctionnant en temps limité, avec des ergols et une combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) à forte vitesse (On distingue :) d'éjection. Pourtant la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) générale prouve bien qu'une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) très faible agissant en continu, ou sur un temps très long, peut générer des variations importantes de vitesse et générer des modifications notables de la forme de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.).

On a donc pensé à utiliser la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) du Soleil pour propulser un engin spatial à la façon d'un voilier (Un voilier (ou bateau à voiles, navire à voiles) est un bateau ou navire propulsé par la force du vent. Historiquement, les voiliers ont été le premier moyen de transport à moyenne et longue distance avant l'invention des machines à vapeur....). D'où leur désignation de Photovoile ou Voilier solaire.

Historiquement, une compétition avait été prévue, mettant en concurrence les grands pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) de l'industrie spatiale (L'Industrie spatiale est la composante de l'industrie dédiée au secteur spatial. Elle concerne la fabrication, et souvent la recherche associée, de tout ou partie d'un élément d'un...), d'une course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....) vers la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne...). Le point (Graphie) de départ était l'orbite géostationnaire (L'orbite géostationnaire, abrégée GEO (geostationary orbit), parfois appelée orbite de Clarke, est une orbite située à 35 786 km d'altitude au-dessus de l'équateur de la Terre, dans le plan équatorial et d'une...), la propulsion imposée uniquement photonique, le vainqueur aurait été le premier à photographier la face cachée de la Lune. Elle ne s'est pas faite faute de crédits.

Des regroupements d'intérêt pour la promotion de ce type de propulsion, ont vu le jour : U3P (Union pour la promotion de la propulsion photonique) ou encore VSE (Voilier solaire européen).

Théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...)

D'après une documentation U3P sur 100 photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction...) éclairant la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) le bilan est le suivant :

10 restants sont absorbés mais réémis en infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.), 6 normalement à la face éclairée, 4 normalement à la face non éclairée

Une modélisation précise s'impose donc, dans la réalité, pour donner la direction de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) photonique. Mais la part essentielle de la poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) est due à la réflexion spéculaire, avec donc un rendement r de l'ordre de 85%. Dans toute la suite nous "oublierons" les 15% de photons non spéculaires.

Application numérique : Rendement 1, D=1 UA, c=3 108 m/s, Wo=1353 W/m² , y=0 > p= 9.10-6 Pa.

Pour obtenir une poussée de 1 Newton, il faut éclairer une surface de 111 111 m² soit 11 ha.

La propulsion photonique (« Tendez vos mains au Soleil, que sentez-vous ? La chaleur, bien sûr. Mais il y a aussi la pression. Vous ne vous en rendez même pas compte, tant elle est faible, à peine un millionième d'once à la...) est donc loin de pouvoir battre des records de vitesse au démarrage mais elle a le mérite d'être tout à fait réalisable. Elle donne aux occupants une source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), certes faible, mais inépuisable. Et pour ne rien gacher elle est entièrement non-polluante.

Page générée en 0.076 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique