Pesanteur artificielle : possible ou pas ?

Il y a 6 heures, Titsta a dit :

On peut effectivement construire un vaisseau en roue, et le faire tourner pour reproduire la gravité.

Contrairement à ce qui est dit plus haut, ça ne demande pas d'énergie. ( mis à part la mise en mouvement initiale ) Dans l'espace, un truc mis en rotation, il tourne indéfiniment....

Je n'ai pas dit qu'il fallait fournir de l'énergie continuellement !

En revanche la mise en rotation d'une structure massive exige beaucoup d'énergie. Cette énergie est proportionnelle au carré de la vitesse angulaire et proportionnelle au moment d'inertie de l'ensemble qui dépend de la masse de la forme et des dimensions.

parenthèse : Ma thèse de doctorat portait sur les moments d'inertie des molécules de stéroïdes. Bien sûr pour faire plus compliqué ce fut la version quantique de ces petites choses que je dus étudier.

Alors oui pour faire tourner un grande station orbitale sur son axe il faut beaucoup d'énergie en plus de celle nécessaire pour l'amener sur orbite. C'est cette facture énergétique importante qui a fait renoncer à la mise en rotation de l'iSS.

il y a 4 minutes, Répy a dit :

Oui faite le point sur la table à carte c'est particulièrement éprouvant. J'ai été marin aussi et moniteur de voile à mes heures de loisir !

Oh, combien de petits et grands déjeuners ont finis dans l'onde maritime suite à un point qui a duré trop longtemps. depuis tout petit j'ai le mal de mer et cela s'aggrave lorsque je descend dans la cabine . ça peut durer des jours, ma dernière expérience remonte à quelques années et a duré 6 jours pleins. Et le pire, c'est que j'aime naviguer, mais le plaisir est gâché. Alors, moi dans l'espace ? Je repeins les cloisons tous les jours !

Il y a 12 heures, Répy a dit :

Oui on peut créer une pesanteur artificielle en faisant tourner la station. Il vaut mieux lui donner la forme d'une grande roue. Alors le "haut" sera  le moyeu. Mais il faut une vitesse de rotation assez forte pour avoir environ 1/10 ou 1/4 de la pesanteur terrestre

L'inconvénient est triple : difficulté de faire des photos et de l'observation. Cela sera gourmand en énergie. les véhicules de ravitaillement auront une jonction problématique.

On pourrait imaginer une "salle d'observation" dénué de pesanteur au centre de la roue, par exemple.

Ce que je me demande surtout c'est : si ça n'était pas une question d'argent, de moyens (comme toujours) , disons qu'un multi milliardaires nous offres des crédits illimités : pourrait-on construire une tel vaisseau, qui ressemblerait par exemple à l'énorme paquebot du film "the passengers" ? Plus je m'intéresse à tout ça, plus j'ai l'impression que l'argent (ou l'absence d'argent plutôt) représente bien 70% du problème.

Et sinon, hormis le truc de la rotation, il n y a pas un autre moyen de créer une pesanteur artificielle ? Genre le magnétisme, ou je ne sais quoi d'autre ?

Il y a 6 heures, Titsta a dit :

On peut effectivement construire un vaisseau en roue, et le faire tourner pour reproduire la gravité.

Contrairement à ce qui est dit plus haut, ça ne demande pas d'énergie. ( mis à part la mise en mouvement initiale ) Dans l'espace, un truc mis en rotation, il tourne indéfiniment.

ça peut même être un moyen efficace de stocker de l'énergie. C'est aussi un moyen de stabiliser l'ensemble, par effet gyroscopique.

 

Mais ça pose un problème d'infrastructure. C'est très pratique que les "bâtiments" ne pèsent rien. Tu fiches un bête écrou, et tout tiens collé ensemble. Si tu reproduis la gravité, l'ensemble de la structure va "peser" et tu va te retrouver avec des contraintes mécaniques sur les "rayons" qui retiennent la roue. ( ou sur la roue elle-même )

Dis simplement, les murs vont devoir devenir "porteur", et tu va te retrouvera avec tous les problèmes d'architectures qu'on connait sur terre. Si tu comptes faire un vaisseau habitable, ça fini par faire un sacrée poids que dois supporter l'infrastructure du vaisseau.

 

Ce genre de vaisseau serait donc beaucoup plus lourd, donc beaucoup plus cher à faire monter dans l'espace. Du moins, tant qu'on ne crée pas d'exploitation minière dans l'espace pour fournir les matériaux de base. (et à plus de 1000€ le kg, ça vaux le coup d'envisager l'exploitation minière spatiale )

Le coût estimé d'une installation minière spatiale est de mille milliard d'euro, soit le budget militaire annuel américain.

 

Ce genre de structure est ce qui est envisagée pour des séjours longue durée dans l'espace. Toutefois le problème de la gravité n'est pas le seul. Les rayonnements dans l'espaces sont important, ne sont pas suffisamment stoppées par les parois des vaisseaux, et posent aussi beaucoup de problèmes de santé à moyen terme.

Tant que ce problème ci n'est pas résolu, ça n'est pas la peine d'envisager des vaisseaux roues habitable à long terme dans l'espace.

 

Note technique :

Plutôt que la roue, pédagogique et qui rend super bien visuellement dans les films de science fiction, il y a de fortes chances qu'on "simplifie" la rotation avec un simple contrepoids et un bête câble tendu.

La nacelle entière tournerai au bout de son câble, à bien plus faible coût qu'en construisant toute une roue. Et la gravité serait beaucoup plus facile à régler. (il suffit de tirer le câble pour l'augmenter, ou lâcher du lest pour la réduire)

Notez que le réglage n'est pas une question négligeable si on compte faire entrer ou sortir de la matière de la nacelle. Avec une roue, c'est l'ensemble de la roue qu'on doit faire tourner plus ou moins vite… ( ce qui peut se faire avec des contrepoids qui montent ou descendent sur les rayons… mais ça crée beaucoup plus de contraintes sur l'infrastructure. )

 

L'avantage du câble sur la roue serait aussi de pouvoir augmenter considérablement le rayon de courbure à très faible coût, et diminuer ainsi très fortement l'effet "visuel" de la rotation. Plus le rayon est grand, moins on a besoin de faire de tour par minutes pour maintenir l'équivalent de la gravité terrestre. Et faire des câbles de 1km s'il le faut, c'est pas un problème. (par contre, faire une roue de 1km de rayon… là on entre dans la SF des super-vaisseau-mère de plusieurs km de diamètre… )

 

Augmenter le rayon diminuerai aussi l'effet "graduel" de la gravité.

Si tu montes ou si tu descend, la "gravité" change. Dans une "maison" construite sur une "roue", au grenier tu pèserais moins lourd qu'à la cave. Ce qui peut donner des impressions désagréables. ( et complexifier la gestion de l'infrastructure et de ses contraintes… ^^ )

 

bonjour

faire tourner un vaisseau pour reconstituer la gravitation ? n'est ce pas la force centrifuge et non la gravitation ? il ne serait pas question d'essayer d'envoyer de la terre un vaisseau énorme mais d'envoyer par morceau comme la station spatial .

bonne soirée 

il y a une heure, Répy a dit :

Oui mais saisissez-en un pour qu'on voie comment il fonctionne !

J'ai désaccord avec les deux systèmes sensoriels.

Oui faite le point sur la table à carte c'est particulièrement éprouvant. J'ai été marin aussi et moniteur de voile à mes heures de loisir !

bonsoir

oui , comme à Roswel et ailleurs ou les états recouvrent du secret Défense tout objets non identifier qui tombe entre leurs mains .

bonne soirée

Il y a 2 heures, Savonarol a dit :

...

Et sinon, hormis le truc de la rotation, il n y a pas un autre moyen de créer une pesanteur artificielle ? Genre le magnétisme, ou je ne sais quoi d'autre ?

Oui il y a une autre approche mettre des chaussures avec des aimants et mettre un sol à base de fer, de nickel ou de cobalt ou de gadolinium. Sauf que ces métaux ont une trop grande densité et sont bannis des fusées !

 et puis ça ne dirigerait pas l'oreille interne mais ça servirait seulement pour indiquer le bas à nos pieds au cours d'un déplacement !

Le 27/07/2017 à 18:47, Répy a dit :

Je n'ai pas dit qu'il fallait fournir de l'énergie continuellement !

En revanche la mise en rotation d'une structure massive exige beaucoup d'énergie. Cette énergie est proportionnelle au carré de la vitesse angulaire et proportionnelle au moment d'inertie de l'ensemble qui dépend de la masse de la forme et des dimensions.

parenthèse : Ma thèse de doctorat portait sur les moments d'inertie des molécules de stéroïdes. Bien sûr pour faire plus compliqué ce fut la version quantique de ces petites choses que je dus étudier.

Alors oui pour faire tourner un grande station orbitale sur son axe il faut beaucoup d'énergie en plus de celle nécessaire pour l'amener sur orbite. C'est cette facture énergétique importante qui a fait renoncer à la mise en rotation de l'iSS.

 

Je pense que c'est surtout un prétexte. D'une, il ne faut pas tant d'énergie que ça, car la vitesse angulaire est très faible. (on ne parle pas de 300 tours minutes… )

De deux, l'énergie peut s'acquérir assez facilement dans l'espace. Peindre un côté en noir et l'autre en blanc serait suffisant à moyen terme pour obtenir une vitesse de rotation, sans avoir besoin d'emmener une quelconque énergie là haut pour ça.

Se servir des quantités de mouvement apportée par les ammarissage, ou pour la séparation pour le retour, pourrait aussi très facilement permettre d'augmenter cette vitesse angulaire.

Je pense que les vraies raisons sont surtout que cette station est précisément dans l'espace pour analyser les effets de l'apesanteur (sur les objets, sur les êtres vivants, sur les humains… ) y reproduire une gravité serait contre-productif sur le plan scientifique. Autant faire nos expériences sur terre, dans ce cas.

Ensuite, il faudrait revoir entièrement son infrastructure, car elle n'a pas été conçu pour ça. Et consolider une infrastructure pareille… ça coûterai bonbon vu le prix du kg (et de la main d'œuvre) dans l'espace !

ça complexifierai beaucoup (donc augmenterai les risques) des accostages. Vu la phobie (justifiée) des risques dans l'espace, ça doit suffir en soi à éliminer ce genre de propositions.

Tout ça pour offrir, quoi ? Un confort des astronautes ? Une expertise dans la rotations des vaisseaux dans l'espace ?

Honnêtement, je pense simplement que le coût est beaucoup trop élevé par rapport aux avantages.

C'est surtout ça la vraie raison.

il y a une heure, Titsta a dit :

Je pense que c'est surtout un prétexte. D'une, il ne faut pas tant d'énergie que ça, car la vitesse angulaire est très faible. (on ne parle pas de 300 tours minutes… )

->as-tu fait le calcul de la vitesse angulaire nécessaire pour avoir une pesanteur égale au 1/10 de la pesanteur terrestre pour une station orbitale de 50 m de rayon ? moi je l'ai fait et ça donne environ 2 radians par seconde soit en gros 1 tour en trois secondes.

L'énergie nécessaire à créer ce mouvement est colossale compte tenu de la masse et du carré du rayon !

-De deux, l'énergie peut s'acquérir assez facilement dans l'espace. Peindre un côté en noir et l'autre en blanc serait suffisant à moyen terme pour obtenir une vitesse de rotation, sans avoir besoin d'emmener une quelconque énergie là haut pour ça.

-> objection majeure : on veut une rotation donc la zone blanche et la zone noire doivent se déplacer continuellement sinon il n'y aucun apport d'énergie par captation de l'énergie radiante solaire

Se servir des quantités de mouvement apportée par les ammarissage, ou pour la séparation pour le retour, pourrait aussi très facilement permettre d'augmenter cette vitesse angulaire.

-> je veux bien utiliser une part de l'énergie d'impact. Encore faut-il que le rdv orbital se fasse sur la périphérie de façon tangentielle et surtout pas sur le moyeu, là où c'est le plus facile !