Ballon solaire - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Historique du ballon solaire
- Mai 1784 : le premier vol solaire (involontaire) d'une montgolfière.
- 1971 : Dominic Michaelis, un ingénieur anglais, réalise un ballon de 10 m de diamètre qui peut déjà lever son fils Stéphane (30 kg) devenu ainsi le premier aérostier en vol captif solaire.
- 1977 : depuis cette date, le CNES (Centre National d'Études Spatiales) a mis au point le ballon MIR (montgolfière infrarouge) pour les vols scientifiques de longue durée dans la stratosphère.
- 1989 à 2000 : recherches d'une Haute École de Physique au Japon qui réalise un ballon solaire de 12,6 m de diamètre, d'environ 1100 m3 de volume.
- 1992 à 1996 : Jean-Paul Domen invente une montgolfière gonflée à la vapeur d'eau. Il fait également breveter une montgolfière solaire de losir.
- 6 juillet 1997 : Gérard Auvray, ingénieur en électronique et radioamateur, lache un ballon de 4 m de diamètre qui monte à plus de 18 000 m d'altitude.
- 2001 : Laurent Besset, référence française en matière de ballon solaire, invente une platine électronique de régulation de l'altitude et réalise cinq vols libres en Mauritanie.
- 2009 : Jori Cazilhac, aidé de Marc Koechlin, réalise un ballon solaire sans soupape pour le vol humain.
Composition du ballon
Un ballon solaire est relativement simple, c'est pour cela que la construction d'un modèle de taille raisonnable est à la portée de toute personne motivée.
L'enveloppe du ballon
L'enveloppe du ballon doit impérativement de couleur sombre, noir de préférence afin de capter au mieux la chaleur des rayonnements solaires. On utilise un film de polyéthylène d'une épaisseur de 15 à 20 microns. Une épaisseur de 30 microns ou plus donne à l'enveloppe une masse trop grande pour avoir des performances satisfaisantes.
Pour des ballons de taille modeste, des sacs poubelles noirs sont souvent utilisés (attention à leur épaisseur). Pour de plus gros ballons, on utilise une large bobine de film polyéthylène afin de limiter la quantité de raccordements à faire entre les panneaux qui constituent les lés (bandes).
Il existe différentes techniques de raccordements des panneaux plus ou moins résistantes :
- raccordement par ruban adhésif (attention à la qualité du ruban), cela augmente le coût et la masse du ballon ;
- par thermosoudure, technique peu coûteuse mais plus difficile à maîtriser. Une mauvaise thermosoudure peut mener à la déchirure de l'enveloppe. Divers appareils peuvent être utilisés (fer à souder, sèche-cheveux, coupe-corde…).
La charge utile
La principale caractéristique de la charge utile est sa masse. Son contenu dépendra de ce que l'utilisateur souhaite faire. Les dispositifs suivants sont souvent embarqués :
- appareil photo ou caméra (souvent numérique)
- capteurs de pression et de température
- émetteur/récepteur radio
- récepteur GPS
Il est possible d'imaginer toute sorte d'expérience embarquée à bord du ballon. Mais pensez toujours à la sécurité et la réglementation.
Astronautique
La NASA étudie la possibilité d'utiliser les ballons solaires pour l'exploration de la planète Mars et même de Jupiter, Saturne et de son satellite Titan.Ce projet serait de remplacer en partie les fusées qui propulsent le satellite par un ballon solaire qui l'amènerait a une altitude suffisamment importante pour que le relais soit pris par des petites fusées, achevant l'extraction du satellite a l'attraction terrestre.
