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 L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?

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Mustard
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MessageSujet: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mer 24 Mai 2006 - 10:35

Source: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=2747


Sera-t-il réellement possible de fabriquer un câble à base de nanotubes de carbone capable de supporter un ascenseur spatial? Certainement pas demain, et peut-être même jamais, selon l'étude de Nicola Pugno de l'école d'enseignement technique de Turin, dont les calculs prouvent que des défauts, inévitables dans les nanotubes, rendent un tel câble insuffisamment résistant.

L'idée d'un ascenseur spatial a été popularisée par la science-fiction, où les auteurs envisagent un câble 100.000 kilomètres de long s'étirant depuis la surface de la Terre et fixé sur une orbite géosynchrone. Les charges utiles, ou les touristes, glisseraient alors simplement le long du câble vers une orbite basse, sans qu'une fusée ne soit nécessaire.



Concept d'ascenseur spatial

Lorsque l'on a découvert que les nanotubes de carbone possédaient un ratio résistance/poids incroyablement élevé, les chercheurs ont espéré que cette idée pouvait devenir une réalité. Cependant, selon Pugno, les défauts existant dans les nanotubes à l'échelle atomique réduiraient la résistance d'un tel câble d'au moins 70%.


Le ruban de l'espace

Les chercheurs pensent que la meilleure forme à utiliser pour le câble d'un ascenseur spatial serait une bande, d'environ un mètre de large et épaisse comme une feuille de papier. Elle devrait supporter une tension d'au moins 62 gigapascals (GPa) soit environ 630 tonnes par centimètres carrés. C'est l'équivalent de l'effort lors d'un jeu de tir à la corde avec plus de 100.000 personnes de chaque côté.

Les essais en laboratoire ont prouvé que les nanotubes peuvent supporter en moyenne environ 100 GPa, tension exceptionnelle due à leur structure cristalline. Mais l'absence d'un seul atome dans un nanotube peut réduire sa résistance de près de 30%. Et un matériau en bloc élaboré à partir de tels tubes est encore plus faible. La plupart des fibres ainsi produites n'ont jusqu'ici qu'une résistance très inférieure à 1 GPa.

Les mesures récentes effectuées sur des nanotubes de haute qualité montrent qu'il leur manque un atome de carbone tous les 10^12 liens ; cela représente environ un défaut tous les 4 microns. Des défauts sur deux atomes ou plus sont beaucoup plus rares, mais Pugno précise qu'à l'échelle de l'ascenseur spatial ils sont statistiquement très probables.

En utilisant un modèle mathématique de sa conception, et qui a été testé en prédisant la résistance de matériaux tels que le diamant nano-cristallin, Pugno estime que les défauts sur le cable affaibliront sa résistance en dessous de 30 GPa. Il ajoute que même si des nanotubes parfaits pouvaient être élaborés, des dommages dus à des micrométéorites voire à une érosion par des atomes d'oxygène les affaibliraient. A la question: un ascenseur spatial peut-il être réalisé ? Pugno répond: "Avec la technologie disponible aujourd'hui... Jamais".


Pourtant, ne jamais dire jamais...

Cet avis marque un important contraste avec les déclarations faites par Bradley Edwards, dont l'étude de faisabilité d'un ascenseur spatial pour la NASA et un livre ont fait un porte-parole écouté pour le projet. Edwards, qui est président et fondateur de la société Carbon-Designs, écarte la polémique, et indique qu'avec un financement suffisant il se fait fort d'élaborer des câbles capables de respecter le critère des 62 GPa en trois ans. En point clé, il propose d'enrouler fermement de longs nanotubes les uns autour des autres, ce qui améliorerait les forces de frottement coopératives et rendrait la résistance des nanotubes pris individuellement moins cruciale.

Pugno riposte que les plus gros défauts affaiblissent de façon critique le câble, quel que soit sa forme. Et que les tentatives en laboratoire ne semblent pas jusqu'ici inspirer beaucoup d'optimisme. Ray Baughman, directeur de l'institut NanoTech à Dallas, avait publié un article dans Science l'an passé, à propos de câbles d'un mètre de longueur, enroulés d'une façon similaire à celle proposée par Edwards. Ceux-ci ne résistaient pas à une tension bien inférieure à 1 GPa.

Baughman indique que les résultats de Pugno ne l'étonnent pas. Il est connu depuis des décennies que les matériaux cristallins sont sensibles aux défauts, et qu'ils montrent un affaiblissement net de leur résistance avec l'augmentation de leur taille. Mais il ajoute qu'une solution sera peut-être un jour trouvée. "Je ne verrai sans doute pas l'ascenseur spatial", dit-il, "mais j'ai jamais aimé dire jamais".
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Space Opera
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mer 24 Mai 2006 - 15:54

Question bête mais... d'où viennent les 62GPa de tension ?
Pas du poids je suppose, qui est compensé dans la plupart des théories par un cable un peu plus long que 36.000 km pour faire effet de fronde est ainsi contrecarrer l'effet de "repos" sur le socle.
A l'inverse, pas d'une traction puisque le cable serait réalisé d'une longueur telle que poids et tension se compensent exactement.
Peut-être des effets de marées, ou de divers accélérations différentielles et transversales type Coriolis ?
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Argyre




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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mer 24 Mai 2006 - 17:58

Space Opera a écrit:
Question bête mais... d'où viennent les 62GPa de tension ?
Je ne connais pas les calculs qui mènent à 62 GPa, mais à mon avis il s'agit bien du poids et de la traction qui dépendent du point étudié. Tout en bas, le poids est négligeable car il y a peu d'atomes en dessous, mais à une altitude de 100 km par exemple, il y a pour 100 km de câbles qui tirent vers le bas !
Et vers le haut, pareil, il y a bien une force qui tire vers le haut. Un morceau de nanotube de carbone à une altitude donnée est donc écartelé des 2 côtés, vers le bas et vers le haut.
En fait, tu n'as qu'à t'imaginer toi en train de tenir la partie qui est dessous avec ta main gauche et la partie qui est au-dessus avec ta main droite. Un petit bilan des forces là-dessus et tu comprendras ton malheur ...
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Space Opera
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mer 24 Mai 2006 - 19:14

Le point qui subit le plus se trouve donc au milieu du cable... je vais essayer de calculer ça.
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 10:27

Mustard a écrit:
Source: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=2747


...

L'idée d'un ascenseur spatial a été popularisée par la science-fiction, où les auteurs envisagent un câble 100.000 kilomètres de long s'étirant depuis la surface de la Terre et fixé sur une orbite géosynchrone. Les charges utiles, ou les touristes, glisseraient alors simplement le long du câble vers une orbite basse, sans qu'une fusée ne soit nécessaire.
...

Cette phrase est très curieuse, même complètement fausse : il ne suffit pas de monter de 300 km le long du cable et de lâcher pour être en orbite. Il faudrait pour celà monter jusqu'à l'orbite stationnaire, si on lache à 300 km, on retombe à peu près comme une pierre puisqu'on n'a pas la vitesse orbitale nécessaire.
D'un point de vue énergétique, un tel cable est pratiquement sans intérêt pour atteindre des orbites basses.

En attendant, je pense effectivement que nos bonnes veilles fusées sont promises à un grand avenir...

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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 12:10

lambda0 a écrit:
D'un point de vue énergétique, un tel cable est pratiquement sans intérêt pour atteindre des orbites basses.
L'énerge nécessaire pour aller de l'orbite géosynchrone à l'orbite basse est tout de même beaucoup moins importante que celle à déployer pour y aller depuis le sol !
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 12:17

En passant d'ailleurs pas besoin de monter jusqu'à l'orbite géosynchrone.
A partir de quelle hauteur de cable, en lachant un objet quelconque, aurait-on un périgé viable (disons 300 km) ?
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lambda0
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 14:12

Space Opera a écrit:
lambda0 a écrit:
D'un point de vue énergétique, un tel cable est pratiquement sans intérêt pour atteindre des orbites basses.
L'énerge nécessaire pour aller de l'orbite géosynchrone à l'orbite basse est tout de même beaucoup moins importante que celle à déployer pour y aller depuis le sol !

Mmmh, je n'avais pas vu les choses comme ça, mais on peut toujours faire le calcul.
A quelques virgules près (ne pas hésiter à vérifier) :
24 MJ/kg pour aller de GEO à LEO(300*300)
31 MJ/kg pour aller du sol à LEO(300*300)
Donc, il y a bien un gain théorique d'environ 7 MJ/kg : pas si important que ça quand même.
Cependant, si on compte qu'il a d'abord fallu aller du sol à GEO avant de redescendre, ça se gate un peu : 53 MJ/kg pour aller du sol à GEO en grimpant le long du cable.
Donc le coût total du voyage sol->GEO->LEO(300*300) est de 53+24=77 MJ/kg. A comparer au 31 MJ/kg pour un lancement depuis la Terre.

Cependant, ces calculs sont effectués en considérant uniquement des différences d'énergie orbitale et potentielles : en réalité, la fusée allant du sol à LEO(300*300) met en jeu plus d'énergie, une partie de cette énergie étant emportée par le jet de propulsion. Mais c'est la même chose pour GEO->LEO(300*300).

Maintenant, comme le suggère Steph, on n'a pas besoin de monter jusqu'à GEO avant de lâcher : en lâchant plus bas, mais pas trop, on peut se retrouver sur une orbite elliptique stable avec un périgée à 300 km par exemple, et on peut ensuite tranquillement circulariser avec une propulsion à haute Isp, utilisant peu de propulsif (donc moins de masse à hisser le long du cable au départ et encore gain en énergie).

Faut voir...

(flemme de faire le calcul, mais la méthode est la suivante: écrire la conservation du moment cinétique entre apogée et périgée, la conservation de l'énergie entre apogée et périgée également, on donne rp=6378+300 km, on connait la vitesse angulaire de rotation de la Terre qui est la vitesse angulaire sur l'orbite au moment où on lâche le cable, et on doit en déduire ra, ce qui donne l'altitude de laquelle il faut lâcher).

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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 15:47

lambda0 a écrit:
Cependant, si on compte qu'il a d'abord fallu aller du sol à GEO avant de redescendre, ça se gate un peu : 53 MJ/kg pour aller du sol à GEO en grimpant le long du cable.
Donc le coût total du voyage sol->GEO->LEO(300*300) est de 53+24=77 MJ/kg. A comparer au 31 MJ/kg pour un lancement depuis la Terre.
On peut cependant noter que les 53 MJ/kg n'auront pas à être une énergie embarquée, aussi la différence primordiale est qu'on considère nulle l'énergie pour aller du sol à GEO. Du moins, c'est là que j'imagine l'intérêt du concept. De même, on peut parfaitement imaginer qu'une partie de l'énergie nécessaire à passer de GEO à LEO peut être dispensée par la station qui se trouve à GEO...
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lambda0
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 16:36

Space Opera a écrit:
On peut cependant noter que les 53 MJ/kg n'auront pas à être une énergie embarquée, aussi la différence primordiale est qu'on considère nulle l'énergie pour aller du sol à GEO. Du moins, c'est là que j'imagine l'intérêt du concept. De même, on peut parfaitement imaginer qu'une partie de l'énergie nécessaire à passer de GEO à LEO peut être dispensée par la station qui se trouve à GEO...

Très juste.
Si j'ai le temps, je ferais ce petit calcul de l'altitude de laquelle on peut lâcher sans se ratatiner en bas, juste par curiosité du résultat. On peut même être plus rusé : au lieu de viser rp=300 km, on vise plus bas, rp=100 km par exemple, pour profiter d'un freinage atmosphérique pour diminuer l'énergie de l'orbite, et quand l'apogée est suffisamment bas, hop, une petite poussée prograde pour remonter le périgée en dehors de l'atmosphère et circulariser.

Un câble dans Orbiter 2007 pour essayer ces manoeuvres ? :bball:

Tiens incidemment, ça me fait penser que si on achemine des courants électriques importants le long de ce câble, étant donnée la longueur ça peut donner des effets assez amusants à la traversée du champ magnétique terrestre, qui est perpendiculaire...
Bon, j'arrête là le délire tongue Ca ferait un bon exercice de taupin.

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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 18:23

lambda0 a écrit:
Un câble dans Orbiter 2007 pour essayer ces manoeuvres ? :bball:
Kulch avait fait un ascenceur spatiale pour Orbiter 2005 !
J'essayerai à l'occasion Wink
Cf. http://www.orbithangar.com/searchid.php?ID=1891
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Space Opera
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 20:38

lambda0 a écrit:
Tiens incidemment, ça me fait penser que si on achemine des courants électriques importants le long de ce câble, étant donnée la longueur ça peut donner des effets assez amusants à la traversée du champ magnétique terrestre, qui est perpendiculaire....
La navette a tenté l'expérience, et ça a parfaitement marché en tout cas !
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Jeu 25 Mai 2006 - 20:50

Space Opera a écrit:
lambda0 a écrit:
Tiens incidemment, ça me fait penser que si on achemine des courants électriques importants le long de ce câble, étant donnée la longueur ça peut donner des effets assez amusants à la traversée du champ magnétique terrestre, qui est perpendiculaire....
La navette a tenté l'expérience, et ça a parfaitement marché en tout cas !
Il me semblait que le cable avait laché justement ! A moins que je confonde avec autre chose.
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Alpha




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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Ven 26 Mai 2006 - 0:54

Corrigé moi si je me trompe, mais il n'y a que l'extrémité du câble placé du côté du satellite géostationnaire, qui a la bonne vitesse pour être en orbite. Lors de l'ascension du module de transport, il n'aura jamais la vitesse de satellisation, donc il y aura beaucoup de torsion sur le câble.

Lors de la descente du module de transport, il doit partir d'un orbite géo pour diminué sa vitesse linéaire tout en s'approchant de la terre, c'est contraire aux lois orbital. Je ne voudrais pas être celui qui garantira la résistance du câble. Il v'a se dandiné comme le fouet de Zorro.

Et puis comment vont il tendre ce câble? Il vont attaché une ficelle a une fusée sur le pas de tir ou bien il essairont de faire tombé un câble a partir d'un satellite géostationnaire, mais le câble risque de se satellisé en prenant de la vitesse plutôt que de descendre.
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Space Opera
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Ven 26 Mai 2006 - 13:59

Ce n'est pas parce qu'un objet tombe vers la terre qu'il va se mettre à tourner autour d'elle. Quel que soit l'altitude, ta vitesse angulaire est exactement la même le long du cable, et tu ne subiras pas d'accélération latérale supplémentaire (outre certaines accélérations de type coriolis) de la même manière qu'en montant sur une échelle tu n'as pas à contrecarrer l'effet de la rotation de la Terre différentielle. Note que dans le référentiel qui tourne avec la Terre, ta vitesse est nulle quand tu es en géostationnaire, et lorsque tu descend le long du cable, ta seule vitesse est la vitesse de descente, ton vecteur vitesse n'a aucune autre composante que verticale. Or pour notre cable "posé" sur le sol, c'est bien par rapport à ce référentiel qu'on va étudier les contraintes.
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Ven 26 Mai 2006 - 15:00

Oui c'était l'expérience TSS (2 vols STS46 et STS75 - avec Nicollier notamment et les Italiens Cheli, Malerba et Guidoni).
Dans le premier cas ils n'ont pas pu dérouler le câble.
Dans le second, Il avait pu dérouler le câble jusqu'à ce qu'il y ai un problème avec le dérouleur. Ils ont du sectionner le câble.
Dans les 2 cas, c'est un échec même si le second vol a validé le principe.
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MessageSujet: L'ascenseur spatial serait-il réalisable...et rentable?   Ven 26 Mai 2006 - 18:32

L’ascenseur spatial

Pour le concept d’ascenseur spatial sous forme de ruban à largeur constante, il est évident que c’est au niveau de l’orbite stationnaire que les contraintes de tension seraient maxima puisque
en ce lieu la matière de ce ruban subirait déjà tout le poids global de la construction entre cette orbite et le sol (même si le poids massique ou constante de pesanteur g en N/kg décroît au fur et à mesure que l’on s’élève jusqu’à devenir nulle à ce niveau).Mais ce même lieu subirait aussi tout le contre-poids de l’extension nécessaire au delà de cette orbite pour assurer son équilibre statique par rapport à la Terre là où g devient négatif pour un objet immobile dans le référentiel terrestre (attention g n’est pas G, attraction de gravitation qui varie inversement au carré de la distance et ne tendrait à devenir nulle qu’à l’infini pour une Terre ..seule dans l’Univers ! )
Je suppose que les Giga pascals de contrainte de tension que subiraient les rubans de nanotubes de macromolécules de fullerène, correspondent bienà des rubans à largeur constante comme il a été dit ?
Sinon , si on envisage des profils des rubans , support de l’ascenseur spatial ,où la largeur maximum est à 36000km et qui se rétrécissent vers le sol et au delà de l’orbite stationnaire, on devrait obtenir des contraintes plus uniformes et plus faibles , mais nécessitant en contre partie , plus de matériau. (une sorte de construction bi pyramidale pointant vers le sol et l’espace ) Est ce possible?
Cette proposition n’est à mon avis que parfaitement théorique car si ceci devient réalisable dans un futur assez lointain , cette option ne serait pas économiquement rentable vu les énormes dépenses d’investissement et d’entretien , sauf si la fréquence des voyages dans l’espace devenait très grande.
Giwa
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mer 31 Mai 2006 - 1:59

Sur un autre file de discution, j'ai parlé des effets de la gravité dans l'espace proche de la terre sans être en orbite. Dans un ascenseur relier a une station en orbite GÉO, les passagers passeraient lentement d'une pleine gravité à une microgravité une fois la haut et l'inverse au retour. Cela risque de devenir un véritable loisir pour les touristes spatial. cheers
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MessageSujet: limite de rupture d'un câble à section variable   Ven 2 Juin 2006 - 16:19

Aussi bien pour l'utopie (rien de péjoratif dans cette expression puisque bien d'anciennes utopies sont devenues des réalités d'aujoud'hui) que pour l'emploi de câbles en suspension parcourus par des courants électriques pour la propulsion dans le champs magnétique de la Terre se se pose le problème de la longueur limite de ces câbles avant rupture (dans l'industrie textile on mesure çà en kilotex:longueur limite en km d'un fil cylindrique rompant sous son propre poids)
Et que devient ce problème pour des fils à section variable.
Voici une ébauche de réflexion dans ce cas où il m'a été impossible d'éviter quelques formules ...bon ...mais réduites quant-même!

Giwa

Tension d’un câble suspendu à section croissante avec l’altitude

Il est possible d’augmenter la hauteur d’un câble suspendu à la limite de la rupture si sa section n’est pas constante, mais croit avec l’altitude.
Pour simplifier cette étude, prenons le cas d’un câble dont la section S augmente linéairement avec l’altitude z ,même si ce profil n’est certainement pas encore l’optimum .

Alors : S = a z + b , a et b étant des paramètres de ce profil ( b = So : section de base)

Le volume V de ce câble sera alors : V = ½ a zpuissance2 + b z

Sa masse sera : m = d V si d est sa masse volumique

Son poids P =g m si g est la valeur de la pesanteur supposée constante

( ce qui ne serait plus le cas pour un câble d’un ascenseur spatial où :
g = [G M / ( R +z)puissance2] – wpuissance2 (R +z) où G est la constante de gravitation universelle ; M , la masse de la Terre ; R, le rayon terrestre et w , sa vitesse angulaire de rotation dans le référentiel géocentrique…mais les calculs deviendraient un peu moins simple !)

Alors la contrainte de tension t du câble à l’altitude z sera : t = P/ S soit :

t = (gd /2) [(a zpuissance2 + 2bz )/ (a z+ b)]

Si z devient assez grand ( mais pas trop pour considérer g comme à peu près constant),alors t se rapproche de l’expres​sion(gd /2) [a zpuissance 2 / a z ] soit : g d z / 2

La contrainte de tension aurait alors presque diminué de moitié par rapport à un câble à section constante…mais il ne faut pas croire à une recette miracle !
Examinons çà d’un peu plus près !
La masse du câble est donné par l’expression : m = d (½ a z puissance 2 + b z )
Pour minimiser cette masse on ne peut modifier une fois le matériau choisi et la section de départ choisis , que le paramètre a .
IL vient alors à l’idée de diminuer ce paramètre à volonté a…et pourquoi pas de le faire tendre vers zéro…mais alors t se rapproche de l’expres​sion(gd / 2)[ 2bz / b] soit g d z
On retourne au cas du câble cylindrique…on aurait pu sans douter !
Il y a donc un optimum pour le paramètre a …à suivre …d’autant plus que la fonction adoptée pour le profil S = a z + b n’est pas lui non plus optimal…on peut faire de multiples variations avec S = a z puissance n +… et bien d’autres fonctions encore !

Giwa
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Ven 2 Juin 2006 - 16:34

vp a écrit:
Oui c'était l'expérience TSS (2 vols STS46 et STS75 - avec Nicollier notamment et les Italiens Cheli, Malerba et Guidoni).
Dans le premier cas ils n'ont pas pu dérouler le câble.
Dans le second, Il avait pu dérouler le câble jusqu'à ce qu'il y ai un problème avec le dérouleur. Ils ont du sectionner le câble.
Dans les 2 cas, c'est un échec même si le second vol a validé le principe.

Comment peut-on faire circuler un courant électrique dans un fil se terminant par deux extrémités : c'est possible puisque c'est envisagé...mais comment les électrons s'échappent par une extrêmité et d'où viennent ceux captés par l'autre extrêmité puisque si les électrons faisaient l'aller -retour la force de Laplace serait annulée.Quelle est l'explication :?:
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MessageSujet: Toujours à propos de ce câble suspendu...   Sam 3 Juin 2006 - 8:57

Câble suspendu à section variable ( suite et fin…peut-être provisoire !)

Bien, reprenons le « câble » :idea: conducteur de cette étude.
Nous en étions à un profil de section de la forme : S = a z + b

Qu’en est-il pour : S = a ( z ^2) + b z + c ?
Les formes tronconiques à bases circulaires correspondent à ce type de formule, mais ne sont pas les seules. Dans leur cas, si r est le rayon de la petite base et h , la hauteur du petit cône évidé , alors : a = ()( r ^ 2) / (h^2) ; b = 2() ( r ^ 2) / h et c = () ( r ^ 2)

8) Bon, mais revenons à l’expression pus générale…
Alors : V = (1/3 ) a ( z ^3) + (1/2)b ( z ^2) + c z

Et la contrainte de tension :

t = gd [(1/3 ) a ( z ^3) + (1/2)b ( z ^2) + c z] / [S = a ( z ^2) + b z + c ] …jolie formule ! tongue

Si z devient grand, alors t de rapproche de l’expression : gd [(1/3 ) a ( z ^3)] / [a ( z ^2)] Arrow

Soit : g d z / 3…la contrainte est presque divisée par 3.
Mais attention, là encore , il ne s’agit pas de réduire trop les paramètres a et b dans l’espoir de grignoter un peu de matériau…car sinon on retombe de nouveau sur g d z …et ce poison de câble cylindrique ! :twisted:

Pourquoi s’arrêter en si bon chemin ! Passons à la forme polynomiale généralisée : Arrow

S = a ( z ^n) + b( z ^( n- 1)) +…

Le volume s’exprime alors par : V = (1 /( n +1)) a ( z ^(n +1)) +(1 / n) b( z ^ n) +… :alien:

Dans ce cas, la valeur limite de la contrainte t serait : g d z /(n+1)
Pour n grand cela peut devenir intéressant pour réduire la tension limite
…mais …il faut donner quelque chose en échange…beaucoup de matériau…et beaucoup de calculs pour optimiser tout çà ! (il ne faudrait pas revenir à notre satané câble cylindrique Evil or Very Mad )

Les calculs en vaudraient bien la chandelle (les nuits Sleep sans clair de Lune pale )…pour reprendre une expression un peu obsolète à l’ère de l’éclairage électrique …et surtout des ordinateurs.

Malgré cette ère nouvelle , on pourrait peut-être aussi s’inspirer de la Nature et des toiles d’araignées…Il faut quant-même penser que ces charmantes petites bestioles ( pas pour les mouches affraid ) ont quelques millions d’années d’avance sur nous dans ce domaine !

Pour terminer …un peu de Science-Fiction avec la vision de cyber araignées tissant un toile gigantesque :flower: à partir de l’orbite stationnaire et installant notre fameux ascenseur spatial en son centre.

Giwa
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MessageSujet: Re: Toujours à propos de ce câble suspendu...   Sam 3 Juin 2006 - 9:08

giwa a écrit:
Malgré cette ère nouvelle , on pourrait peut-être aussi s’inspirer de la Nature et des toiles d’araignées…Il faut quant-même penser que ces charmantes petites bestioles ( pas pour les mouches affraid ) ont quelques millions d’années d’avance sur nous dans ce domaine !
Pour terminer …un peu de Science-Fiction avec la vision de cyber araignées tissant un toile gigantesque :flower: à partir de l’orbite stationnaire et installant notre fameux ascenseur spatial en son centre.
Giwa

Dans un joli roman de Brian Aldiss, "Le monde vert", dont l'action est censée se dérouler dans un ou deux milliards d'années, la rotation de la Terre sur elle-même s'est arrêtée, la Lune occupe également une position stationnaire, et une végétation luxuriante a jeté d'immenses lianes jusqu'à la Lune, parcourues par des araignées géantes et une humanité arboricole revenue à l'état sauvage...

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MessageSujet: L'ascenseur spatial   Mar 24 Juil 2007 - 1:16

Est-il possible maintenant?

Oui! Je délire pas!!

J'ai réfléchi un peu a la question!

Un câble acier ne suffit pas il est trop lourd et va casser par son propre poids, j'avais fait le calcul avec un cordage a 40 km de hauteur il va lâcher.

Mais reprenons du fait qu'il faut le déployer de son orbite géostationnaire.

Avec un calcul très poussé sur les forces de l'attraction terrestre aux différentes hauteurs, l'ascenseur est possible.

Donc en déroulant le tout de l'orbite géostationnaire, le calcul est fait de façon a ce que le cordage ne casse pas, si ça résistance est de 40 km depuis la surface on prévoit de le récupéré avec 2 câbles a 20km de hauteur, et puis a 40 km les 2 câbles sont repris avec 4 câbles a 60km avec 8 câbles et ainsi de suite.

20km 2 câbles
40km 4 câbles
60km 8 câbles
80km 16 câbles

Ainsi de suite le tour est joué.

Pour le contre poids c'est pareil.

ET il y aurait un beau losange d'environ 70 000 km

J'ai pas fais de calcul pour la masse totale a envoyer dans l'espace, mais c'est un tonnage astronomique.

Il y a une difficulté pour mettre le tout en orbite, mais c'est possible.
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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mar 24 Juil 2007 - 12:45

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MessageSujet: Re: L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?   Mar 24 Juil 2007 - 18:52

biscoto66 a écrit:

Est-il possible maintenant?

Oui! Je délire pas!!

J'ai réfléchi un peu a la question!
Tu n'est pas le premier Wink

biscoto66 a écrit:

Avec un calcul très poussé sur les forces de l'attraction terrestre aux différentes hauteurs, l'ascenseur est possible.
Il se trouve qu'il y a quelques ingénieurs, étudiants et scientifiques ici qui seraient ravis de voir ces calculs poussés, d'ailleurs quelques calculs simples suffisent (cf. plus bas).

biscoto66 a écrit:

Donc en déroulant le tout de l'orbite géostationnaire, le calcul est fait de façon a ce que le cordage ne casse pas, si ça résistance est de 40 km depuis la surface on prévoit de le récupéré avec 2 câbles a 20km de hauteur, et puis a 40 km les 2 câbles sont repris avec 4 câbles a 60km avec 8 câbles et ainsi de suite.

20km 2 câbles
40km 4 câbles
60km 8 câbles
80km 16 câbles
Tu connais le problème de l'échiquier et des grains de riz ?
Avec ton raisonnement on s'en approche, il faudrait 36000/20 = 1800 itérations.

Donc il faudrait un nombre de câble de :

2^1800 + 2^1799 + ... + 2^2 + 2^1 = 2^(1800 + 1) - 2
= 1.43 x 10^542 câbles

Soit un chiffre de 1,43 suivi de 542 zéros ...

biscoto66 a écrit:

J'ai pas fais de calcul pour la masse totale a envoyer dans l'espace, mais c'est un tonnage astronomique.

Il y a une difficulté pour mettre le tout en orbite, mais c'est possible.
Tu as raison, c'est un tonnage astronomique, et en suivant ton raisonnement c'est un tonnage qui dépasse la quantité de matière disponible dans l'univers, donc non ce n'est pas possible.
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L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ?
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