[News] Une centrale solaire spatiale ? Un projet futuriste qui pourrait devenir réalité

[caracole]

Je trouve que certains ont beaucoup d'imagination !

Et si tout simplement on se mettait à fouiller dans les archives et les idées de ce brave homme ingénieux qui s'appelait Nicolas Tesla ?

.....

[klinfran]

ben fais le si tu veux, quand tu auras trouvé son E2PZ surtout ne le crie pas trop fort, il y a les firmes pétrolières qui voudront te faire taire, comme des millions avant toi!!!

[Maulus]

hahaha

[agathos]

Juste un peu d'optique. Il me semble que : si on prends une surface collectrice au sol de 1km de diamètre, la taille (angulaire) du faisceau de l'émetteur en orbite doit être inférieur à 1/36000 (radian) soit environ 6" (secondes d'arc), si non, le faisceau bavera de partout autour du collecteur et le rendement en prendra un coup.
Il faut donc que l'aocm ( Attitude and Orbit control module) de l'émetteur maintienne un pointage du faisceau avec une précision d'au moins 2". Ca a l'air possible (Hubble Space Telescope est pointé à mieux que 0,1").
Sur le diamètre D de la surface émettrice, maintenant, pour que la divergence du faisceau reste inférieure à alpha = 6", et si la longueur d'onde lambda choisie est de 5cm (qui doit pas trop mal traverser l'atmosphère) il faut que : (lambda/D)<alpha.
Ce qui revient à D>36000*5 cm soit environ 2 km. Dans ce cas l'hypothèse d'un récepteur de 1km de diamètre ne tient plus, il faut au moins 3 km.
Il faudrait donc construire un maser de 2km de diamètre, de la puissance W requise, et stabiliser son faisceau à 2" près.
Messieurs les radio-techniciens, à l'aide ! Vous aviez compris que ma science des micro ondes s'arrête là.
Mon raisonnement tient-il la route ?

Pourquoi ne pas utiliser des longueurs d'onde plus courtes, en prenant 1mm, par exemple, toutes les dimensions ci-dessus pourraient être divisées par 50 ! mais je ne sais pas si on sait faire, et le maser, et le récepteur. Ce qui est certain, c'est qu'on ne peut pas aller au dessous de 1 mm en longueur d'onde car l'atmosphère devient vite opaque.

Une autre remarque : je suis perplexe devant certains nombres utilisés dans ce forum, sur le rendement des cellules photovoltaïques au Si. Sur le toit de mon chalet, à 2000m d'altitude, je récupère environ 100Watt électrique par m2 de cellule, je ne pense pas que hors de l'atmosphère on récupérera beaucoup plus, peut être 20%, mais surement pas 100%. La puissance contenue dans le spectre solaire entre la coupure de l'atmosphère dans le rouge et le seuil de détection du Si est assez faible.

Il est vrai que le photovoltaïque vieillit en orbite, sous l'effet des cosmiques et micro-météorites, mais pas si vite que ça, on peut tabler sur au moins 5 ans. Quand il auront trop perdu de leur rendement, la seule solution sera de disposer d'assez de carburant pour les faire descendre (eh oui, en orbite, pour descendre, il faut allumer les moteurs!) et les faire brûler lors de leur entrée dans l'atmosphère : ça produira du SiO2, c'est à dire du sable. Question pollution je ne vois pas bien le danger.

Plus gênant : je n'ai pas la moindre idée du rendement Q d'un maser (Q = (puissance lumineuse du faisceau)/(puissance électrique fournie par les cellules), ce que je sais c'est que la puissance (1-Q)W va faire chauffer l'engin en orbite, qui devra donc disposer d'un système de refroidissement. Mais dans l'espace le seul moyen de se refroidir est d'émettre des photons vers le fond de l'univers. La surface S de ce radiateur sera sans doute assez grande : Si on impose que la température reste inférieur à 300 Kelvin (27 °C), on trouve (en m2) S > 500(1-Q)W .

Lecteur aide moi dans mes élucubrations !!!

[klinfran]

A mon avis la formule que tu utilise est valable quand la fente (l'émetteur) est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde, car si je ne me trompe tu as utilisé une formule de diffraction qu'on utilise en terminale.

[agathos]

je ne suis plus très au fait de l'optique enseignée en terminale, mais la propriété de divergence du faisceau, caractérisée par l'angle lambda/D (ou D est le diamètre d'un émetteur circulaire, pas forcément une fente comme dans les expériences de Young) découle de la nature vibratoire de la lumière (quel que soit lambda) et de sa diffraction du fait des dimensions géométriques finies de l'émetteur. C'est ce qui fait que le faisceau d'un laser de petit diamètre diverge beaucoup plus que celui d'un gros.
Non, ce calcul ne suppose pas que la dimension de l'émetteur est de l'ordre de grandeur de lambda, Si c'était le cas, alors les choses deviendraient beaucoup beaucoup plus compliquées (voir Born et Wolf, Principles of Optics 5th edition 1975)

[klinfran]

ben si, moi je connais un peu mon cours d'optique ondulatoire, il s'agit d'une formule de diffraction, or la diffraction n'est perceptible ou importante que lorsque la largeur de la fentre est de l'ordre de la longueur d'onde. Et je ne suis pas en terminale.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Coh%C3%A9rence_(physique)#Coh.C3.A9rence_spatiale

Le résultat précédent ressemble furieusement à celui de la diffraction. Est-ce un hasard ?
La tache d'Airy résultant de la diffraction par une pupille circulaire rend compte de la contribution de toutes les sources secondaires à considérer sur la pupille. Plus la pupille est grande, plus les déphasages s'accumulent dès lors que l'on s'éloigne de la position centrale de l'image géométrique. Il s'ensuit que la tache de diffraction est d'autant plus piquée que la pupille est grande.

de là
http://media4.obspm.fr/public/FSU/instrumentation/optique/rayon/coherence-spatiale/APPRENDRE.html

[Khainyan]

Aaah l'optique ondulatoire... que du bonheur
J'confirme ce que dis klinfran. Les phénomènes de diffraction interviennent quand la taille des obstacles rencontrés est proche de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde.

Mais mais... pourquoi y a-t-il diffraction? (repenchez-vous sur cette question pour bien vous convaincre du fait précédent).

[alizaki]

pourquoi aller dans l'espace alors que nous avons des muillion de kilometre carré de desert sur terre où l'energier solaire bas son plein.

[Aldebaran]

Ben dans l'espace y a pas d'atmosphère, pas de nuages et surtout y a pas de nuit ! Le soleil bombarde en permanence 24h/24.

[Victor]

Moi la question que je me pose, c'est la tenue en durée face aux radiations solaires... Du style gammas et les rayons ultra énergétiques... Sur Terre le milieu est beaucoup moins agressif