Petite question sur la fusion incontrolée

[Pseudo]

Bonjour à tous. Je viens ici pour vous poser une unique question au sujet de quelque chose qui me taraude depuis pas mal de temps.

Si nous avions suffisamment de matériel envoyé dans l'espace, faire ce qu'on veut ne serait-ce qu'un détail technique, non ?
Alors j'avais pensé à quelque chose pour envoyer du  matériel là haut pour pas cher, et je me demande si ça marcherai.


On va dans le Nevada, on creuse à la TNT une cavité souterrain assez grande (1 à 2 km de diamètre), que l'on stabilise.
Ensuite, on creuse un tunnel de 10 km de long, on met une sorte de laser Gigajoule au bout (alimenté par une petite cnetrale nucléaire s'il le faut), on fait le vide dans le tunnel et la grotte, dans laquelle on a mis une bombonne à hydrogène. En théorie, ça devrait faire assez de chaleur pour enclencher une fusion incontrolée et faire une grosse explosion  :hot: , permettant de de donner une accélération titanesque à un vaisseau avec une plaque de poussée placé au dessus (et un peu loin pour pas être détruit), permettant d'échapper à l'attraction terrestre. Comme le laser est assez loin, pas de souci qu'il soit trop touché.

Ca ferait peu de retombées, vu que pour une bombe à fusion classique, il y a une bombe à fission servant de détonateur pour enclencher la fusion , donc, personne pour râler à ce sujet.
Les effets sismiques seraient négligeables.
Et le coût par kg envoyé serait relativement peu élevé, au vu de la puissance de l'explosion.

Bien sur, il faudrait isoler une portion de désert avec des postes de garde, etc, pour éviter que des guignols aillent se promener près du site ...



Je me demandais s'il y avait des obstacles fondamentaux à ce genre de procédé.




Parce que si ça marchait, on aurait tout ce qu'on voudrait là haut, et il n'y aurait plus aucun souci (vaisseaux avec un réacteur nucléaire, projet Orion, etc). Les astronautes seraient ensuite envoyés avec des fusées classiques (type Soyouz) car l'humain est trop fragile pour une elle accélération.

[jbb06]

Salut, et bienvenu sur le Forum,

Alors, en dehors du fait que la construction de ce chantier ne me parait pas forcément plus simple ni moins cher qu'une fusée, je vois plusieurs problèmes:

• Comme tu l'évoques pour les humains, c'est la même chose pour le matériel: l'accéleration sera titanesque et aujourd'hui, le lancement par fusée est déjà une contrainte importante en chocs et vibrations pour un satellite
  
• Dans ton concept, il y a une poussée impulsive au départ, puis plus rien....Donc pour la mise en orbite c'est compliqué, car une fusée est composée de plusieurs étages avec ré-allumages successifs.  Si tu ne fais pas ca, tu retomberas sur Terre quelque soit la poussée de départ je pense (sauf si tu t'échappes directement de l'attraction terrestre, mais alors tu seras en orbite héliocentrique)
  

[lambda0]

Bonjour à tous. Je viens ici pour vous poser une unique question au sujet de quelque chose qui me taraude depuis pas mal de temps.

...
Je me demandais s'il y avait des obstacles fondamentaux à ce genre de procédé.

Parce que si ça marchait, on aurait tout ce qu'on voudrait là haut, et il n'y aurait plus aucun souci (vaisseaux avec un réacteur nucléaire, projet Orion, etc). Les astronautes seraient ensuite envoyés avec des fusées classiques (type Soyouz) car l'humain est trop fragile pour une elle accélération.

Pour l'instant, on en est à essayer d'allumer la fusion dans une cible de 1 mm de diamètre, qui libérerait quelques centaines de MJ, équivalent à quelques dizaines de kg de TNT (à comparer à la puissance d'une vraie bombe H).
On peut toujours se dire qu'on va y arriver (assez probable), qu'on pourrait ensuite faire de plus en plus gros (je ne ne jurerais pas que c'est impossible), mais en voyant le gabarit des installations du LMJ pour juste allumer cette petite bille de 1 mm, il parait quand même hasardeux d'en dériver un jour un dispositif de lancement plus économique que les fusées.
Pour les applications spatiales, on chercherait plutôt à produire en série de nombreuses explosions de faible puissance, pour pousser un vaisseau déjà dans l'espace, plutôt qu'une seule grosse explosion pour décoller d'une surface planétaire.

[phenix]

n’étant pas physicien nucléaire, je me garderais bien de parler de cette aspect des choses, mais d'un point de vu ingénieur c'est déjà compliqué.
-il y a le problème d’aérodynamique : on parle d'un objet se déplaçant a environ 10km/s dans les couches les plus denses de l'atmosphère. pour donner un ordre de grandeur , a cause des frottement, un objet de la taille d'un ballon de foot dégagerait en une seconde une energie thermique comparable a la bombe nucleaire d'Hiroshima. donc déjà l'objet serait incinéré et en plus tout ce qui se trouverait à des Km à la ronde serait pulvérisé par les ondes de choc. 
-le problème d'accélération: déjà l'utilisation d'un telle système avec des êtres humains est exclu. pour des machines c'est pas mieux. déjà pour la structure si on multiplie l'accélération par 2 on multiplie les contraintes globalement par 2 et donc la masse de structure par 2 et on se retrouve avec un satellite énorme. deuxièmement il y a l'électronique, même si on a des obus guidés GPS qui survivent a 1000g, si on veut de l'électronique efficace il faudra se limiter a 50g c'est a dire, a minima un canon de 100km de long.
-le problème balistique: ce système seul ne permettrait pas la satellisation. en effet un objet satellisé suit une orbite qui passe forcement par le dernier endroit ou il a subit une accélération (changement d'orbite). donc premièrement il faudra tirer le plus a l'horizontal possible (donc plus de temps dans les couches denses de l’atmosphère et plus de surface survolée a basse altitude). mais si on accélére pas l'objet une fois dans l'espace il va repasser par le pas de tir et donc s'écraser sur la face opposée de la Terre. il faut donc un moteur d’apogée. Or il faudra de que ce moteur d'apogée survive a l'accélération puis qu'il soit assez puissant pour pousser  notre satellite super renforcé. l'autre solution serait de l'utiliser uniquement pour les tirs au delà de l'orbite terrestre mais veut dire plus de vitesse donc plus d’échauffement et d'accélération.
-et enfin le probleme mediatique: on empêchera jamais les gens de râler. tout simplement par ce que les gens n'y connaissent rien au nucléaire et prennent peur quand on utilise ce mot. bon le fait que chaque tir reduira en miette toute les vitres de las vegas risque pas d'aider. 


bref on est très loin d’être prés d'avoir un spacegun quelque soit son mode d'allumage. après tout n'est pas perdu (les ingénieurs n'ont pas le droit de dire que c'est impossible, juste qu'il nous reste du travail) si on s'adosse a une montagne , qu'on utilise un canon suspendu par des ballons dans la stratosphère et/ou qu'on s'aide d'un statoréacteur, tout devient possible.

[Pseudo]

Pour répondre à lambda0, la fusion controlée, ce dont tu parles je crois, c'est très dur, la fusion incontrolée, pas du tout (enfin, tout est relatif), on sait le faire depuis les bombes H.

Phénix : je dois avouer que je n'avais pas pensé au crash sur l'autre côté de la Terre, c'est assez problématique. :trouille: Une orbite centrée sur la Terre, c'est donc mort.
Mais alors,  l'envoyer en orbite autour du soleil serait-il vraiment problématique ? On peut tout à fait imaginer un bloc de métal ou de matière quelconque en orbite, comme un astéroïde, sur lequel on envoie par fusée classique quelques trucs chaque année, petit à petit (des robots exploitant le bloc pour construire un truc avec, etc, sans s'embêter avec l'extraction des astéroides "naturels", qui, je crois, est complexe en microgravité). Ne connaissant pas grand chose à ce sujet, je ne peux pas dire ...


Après, oui, c'est pas faux sur les frottements. Je vais faire les calculs (j'ai quelques connaissances sur le sujet), mais je crois que ça risque de poser problème. Je reviendrai après les avoir faits.

[lambda0]

Ton message initial parlait de laser, et j'ai donc pensé que tu parlais de fusion par laser, ce qu'on ne sait pas faire pour l'instant.
Tout cela est un peu confus.

[Pseudo]

Bien sur, mais je parlais d'une fusion incontrolée par laser, pour laquelle il suffit de lancer un laser d'une puissance colossale, ce qu'on sait faire, sur de l'hydrogène (à quelques détails près). La difficulté de la fusion controlée est justement de le contrôler. On ne veut pas qu'une explosion de fusion se produise. Là, au contraire, on veut qu'elle se produise. Donc, il "suffit" d'envoyer un laser Gigajoule par exemple, s'il le faut alimenté par une petite centrale nucléaire.

[lambda0]

Je ne sais pas où tu as pu lire qu'on savait faire cela, ni le LMJ, ni son équivalent américain, le NIF, n'arrivent à allumer la fusion par laser dans une bille de 1 mm d'hydrogène (plus précisément, le gain énergie fusion/énergie laser ne dépasse pas quelques %, on ne risque pas de pousser des vaisseaux spatiaux avec ça).

[phenix]

es bombes H.

Phénix : je dois avouer que je n'avais pas pensé au crash sur l'autre côté de la Terre, c'est assez problématique. :trouille: Une orbite centrée sur la Terre, c'est donc mort.
Mais alors,  l'envoyer en orbite autour du soleil serait-il vraiment problématique ? On peut tout à fait imaginer un bloc de métal ou de matière quelconque en orbite, comme un astéroïde, sur lequel on envoie par fusée classique quelques trucs chaque année, petit à petit (des robots exploitant le bloc pour construire un truc avec, etc, sans s'embêter avec l'extraction des astéroides "naturels", qui, je crois, est complexe en microgravité). Ne connaissant pas grand chose à ce sujet, je ne peux pas dire ...

La mécanique orbital est implacable, si on est en dessous de la vitesse de libération on reste perpétuellement sur une orbite, seul une accélération (ou décélération) peut change une orbite donc on repasse forcement par le point ou on a eu la dernier accélération, donc sans moteur d'apogée on repassera forcement par le canon, donc on s'écrasera sur terre.

après rien n'interdit le vol interplanétaire, mais il faut être au dessus de la vitesse de libération qui est de 11,2km/s au niveau du la surface terrestre + les perte du au freinage atmosphérique. A cette vitesse chaque kg aurait autant d’énergie cinétique que 13kg de tnt.

On peut imaginé une chambre de combustion sur terre et ensuite un canon suspendu avec des ballon dont la bouche serait dans la stratosphère . On éviterait la majorité des perte aérodynamique et les destruction au sol tout en lissant l’accélération sur des kilomètres.

Pour l'usage on se limite a des charge inerte. la pour le coup j'imagine bien envoyer des bloc de glace (probablement entouré d'une enveloppe pour le vol) pour ravitailler en eau vers des bases a l’équateur lunaire (pour l'instant on a de la glace qu'au pole) . en s’écrasant l'enveloppe serai pulvérise et l’intégralité de l'eau vaporisé. mais les molécules d'eau ne seront pas éjecte au dessus de la vitesse de libération et il n'y a d’atmosphère pour le dispersé. Donc l'eau finirait par retombé et se condensé au contacte de la régolite. Donc si un fait un bombardement massif une fine pellicule de glace devrait se formé autour du cratère d'impact que les base environnante pourrais récupéré en réchauffant la couche superficiel de régolite .

[ShiftRegister]

Hahaha Phenix mais quel bourrin, sérieux ! :megalol:
Je propose une amélioration de ton idée.
Tu te débrouilles pour que le paquet soit ouvert au sommet (que la glace soit apparente, quoi). Puis, tu postes en orbite lunaire un gros laser de puissance avec un paquet de cellules PV pour l'alimenter, et tu tires sur le projectile quand il approche.
Bilan ?
Ton bolide se met à dégazer avec une violence qui dépend de la puissance rayonnée, et subit donc une contre-poussée réglable qui le stabilise sur une orbite de stockage.
Si tu veux bien faire les choses, tu usines la glace du sommet en forme de tuyère avant de l'envoyer dans l'espace (mais bon je vais pas tout détailler non plus).
A partir de là, un simple LEM peut aller chercher l'iceberg, et revenir en orbite lunaire basse les soutes remplies et les réservoirs pleins.
Pas besoin de bombarder la Lune, ni de cuire du régolithe, tu vois. :cheers:

[phenix]

Hahaha Phenix mais quel bourrin, sérieux ! :megalol:
Je propose une amélioration de ton idée.
Tu te débrouilles pour que le paquet soit ouvert au sommet (que la glace soit apparente, quoi). Puis, tu postes en orbite lunaire un gros laser de puissance avec un paquet de cellules PV pour l'alimenter, et tu tires sur le projectile quand il approche.
Bilan ?
Ton bolide se met à dégazer avec une violence qui dépend de la puissance rayonnée, et subit donc une contre-poussée réglable qui le stabilise sur une orbite de stockage.
Si tu veux bien faire les choses, tu usines la glace du sommet en forme de tuyère avant de l'envoyer dans l'espace (mais bon je vais pas tout détailler non plus).
A partir de là, un simple LEM peut aller chercher l'iceberg, et revenir en orbite lunaire basse les soutes remplies et les réservoirs pleins.
Pas besoin de bombarder la Lune, ni de cuire du régolithe, tu vois. :cheers:

Je suis pas deuxieme ligne pour rien :x

le problème a vaporisé la glace c'est que l'isp risque d’être particulièrement faible , se qui veut dire qu'il faudra vaporiser au moins la moitie de la masse du bloc pour le mettre en orbite. de plus il faut une station orbital avec laser et beaucoup d’énergie, plus un lem. c'est complique et sa fait autant de truc a envoyer délicatement autour de la lune.

Si on veut vraiment un bloc de glace en orbite lunaire (donc toujours en utilisant le glace comme propulseur) on peut simplifier le système , soit en placent des charge pyrotechnique voir un peu nuleaire directement dans le bloc de glace  (type propulsion pulsé) ou un tube de matériaux chauffant dans l'axe du bloc pour vaporisé la glace environnant et la diriger vers la tuyère (comme un propulseur solide a canal). 


Sa me fait pensé qu'il y a un moyenne de se placé en orbite terrestre basse avec une seul accélération depuis la terre. si on envoi notre charge a haute vitesse passer derrière la lune. L'assistance gravitationnel de cette dernière nous renvoi sur une orbite terrestre a l'apogée extrêmement élevé (forcement au dessus de la lune) voir a échappement, mais il faut que le périgée se trouve précisément dans les couches haute de l’atmosphère. la , le (ou plus probablement les) aerofreinage vont réduire l'apogée  et nous mettre en orbite terrestre basse.  le problème c'est que :
-on vas perdre un partie de la masse de grâce pendant les aérofreinage
-la moindre fissure le bloc se casse, le coefficient balistique augmente , donc le freinage donc la chaleur donc les risque de fracture donc au final le bloc fini totalement vaporisé dans l’atmosphère.
-il faut calculé la trajectoire au poil de .. prés pour avoir pile le bon freinage a chaque passage dans l'atmosphere
-il faudrait connaitre parfaitement le fonctionnement de l’atmosphère et du soleil pour pouvoir anticipé la densité de l'air a chaque passage
-il faudra une petite poussé (donc laser, pulsé , chauffe ) a l'apogée a la fin pour remonté le périgée et arrete le freinage.

[Astro-notes]

J'ai suivi d'un œil morne cette affaire, et je me suis demandé s'il n'y avait pas de frottement du projectile sur les parois de votre gros "tire boulette" ?  :megalol:

[ShiftRegister]

Oui bah un peu pareil, mon cher et vénérable Astro-notes, pour l'oeil morne, je veux dire.
Tout ça c'est tellement vu et revu, on se croirait au Pentagone en 1949.
Concernant les frottements atmosphériques, il me semble bien qu'on dispose (en 2019) de quelques moyens de vider (très temporairement et très approximativement) une colonne le long d'une trajectoire rectiligne verticale. Si la portion à densité gênante ne mesure pas plus de quelques kilomètres (ce qui est le cas), ça ne devrait pas être du domaine de la SF.
J'avais volontairement omis de le préciser dans mes précédents messages pour ne pas alourdir le propos.

[Astro-notes]

@ShiftRegister, je me disais aussi, il ne peux pas avoir omis un tel phénomène mécanique. Dont acte, on provoque un vide en amont de la route que va suivre le projectile par un moyen XYZ. Alors OK dans ce cas on peut aller plus loin dans cette réflexion. J'ai bien aimé ta remarque : On se croit au Pentagone en 1949  :D

[Pseudo]

Mais franchement, d'après mes calculs, faire sauter une TSAR bomba sous un truc donnerait assez d'énergie pour le lancer vers Mars. A condition que le truc en question y résiste, ce qui est ... problématique, vu que les frottements, etc, feraient fonde à peu près n'importe quoi et que l'accélération écrabouillerait tout l'intérieur.


Mais en lançant derrière soi de petites bombes nucléaires à intervalle régulier (de la taille de cannettes de coca), on devrait avoir une accélération assez limitée pour pas tout écraser, et assez d'énergie pour se satelliser (ou aller loin de la Terre) tranquille. Problème, IEM, retombées, etc, mais en se mettant à des endroits isolés (Ile de l'Elephant par exemple) , ça devrait aller . Par contre, l'opinion publique, ça irait pas du tout.  :wall:    Saleté d'opinion ... :wall:

[Astro-notes]

@Pseudo, quand j'étais jeune je me souviens d'un dessin (peut-être Science & Vie) qui justement montrait "naïvement" un tel moteur à base non pas d'explosions thermonucléaire mais déjà avec des successions d'explosions nucléaires, c'est surtout le cone d'éjection qui était gigantesque. Bon mais ça c'était avant. Maintenant on a pensé il y a qqs années en arrière à produire une fusion plus ou moins contrôlée à base de micro-billes de tritium (?) comprimées par lasers et un distributeur de billes (comme un barillet) qui alimenterait le dispositif. Mais comme il s'agissait d'études dans le cadre de la fusion contrôlée par inertie laser (USA) et autant que je me souvienne, il n'y a pas eu de suite à ce projet. Donc pour le moment ce sujet reste en "genre" science fiction. :sage:

[montmein69]

On va dans le Nevada, on creuse à la TNT une cavité souterrain assez grande (1 à 2 km de diamètre), que l'on stabilise.
Ensuite, on creuse un tunnel de 10 km de long, on met une sorte de laser Gigajoule au bout (alimenté par une petite cnetrale nucléaire s'il le faut), on fait le vide dans le tunnel et la grotte, dans laquelle on a mis une bombonne à hydrogène. En théorie, ça devrait faire assez de chaleur pour enclencher une fusion incontrolée et faire une grosse explosion chaud

Je t'invite à réfléchir (au moins un peu) sur pourquoi dans l'installation du LMJ on utilise des micro-billes et aussi la disposition des flux laser sur cette micro-bille pour tenter de déclencher la fusion (contrôlée ou pas d'ailleurs).

Et de savoir aussi pourquoi on parle de confinement inertiel
http://www-lmj.cea.fr/fr/experiences/index.htm

A comparer ensuite au dispositif que tu proposes avec un faisceau laser provenant d' "un tunnel de 10 km de long" (mono-directionnel donc) et agissant sur "une bombonne à hydrogène" placée dans une grotte de "1 à 2 km de diamètre" où règne le vide.