Re: La Russie veut dévier un astéroïde

[Giwa]

Bonjour,

Allez on se fait une petite application numérique avec des ordres de grandeur pour rigoler :face: ...


On imagine qu'on "accroche" notre "perturbateur d'orbite" à Apophis quand il va froler la Terre en 2029, de manière à le dévier avant 2036, date de l'impact redouté. Le but est de le faire dévier, de quelques milliers de kilomètres en 7 ans. Je suppose que la déviation est en gros 0,5XaccélérationXdurée au carré, on obtient de l'ordre de 1N de poussée continue pour 1000 km de déviation d'une masse de 27 millions de tonnes en 7 ans.

vu que le bestiau fait dans les 270 mètres et que son centre de gravité n'est peut être pas pile au milieu de la patate, il semble difficile d'envisager de s'approcher à moins de 150 mètres de ce dernier.

on doit donc disposer d'une masse inerte de 12,5 tonnes pour équilibrer chaque Newton de poussée.

Par ailleurs, en termes de moteur, 1N de poussée pendant 7 ans représente (par exemple avec une ISP de 2000) 11 tonnes de matière éjectée à une puissance moyenne de 20 kW. (à cela il faut ajouter les pertes dues à la direction de poussée et les pertes de conversion de l'énergie électrique en énergie cinétique)

Conclusion :study: : si on arrive à mettre en orbite de libération un réservoir de quelques dizaines de tonnes de Xénon, servant aussi de contrepoids, et un équipement (générateurs solaires et moteurs ioniques) équivalent à quelques vingtaines de sondes type SMART-1, on a une chance de dévier le bestiau de quelsques milliers de km avant le rendez vous suivant.

On peut aussi remplacer la propulsion ionique par environ 40ha de voile solaire réfléchissante pour chaque newton. Cependant on aura toujours besoin du contrepoids (on peut utiliser un dernier étage passivé), la modulation de poussée nécessaire pour conserver l'équilibre gravitationnel sera beaucoup plus complexe, et on ne peut pas diriger la poussée vers le soleil.

En tout cas tout cela nous permet d'appréhender les ordres de grandeur en jeu !

[Giwa]

Bon un peu de SF en chemin pour se détendre avant de revenir à nos cogitations:

IMAGINE…pour le XXII siècle et après…
Vu que le remorqueur gravitationnel sera une bête de somme …spatiale. Et si - une fois – hors du puits gravitationnel de la Terre, on s’en servait de nombreuses fois en empruntant les autoroutes de l’Espace :
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-les-autoroutes-de-l-espace-19358.php
A chaque fin de mission, il rentre à son garage situé en un point de Lagrange Terre – Soleil pour sa révision et son entretien avant de repartir vers un nouvel astéroïde à collecter.
Puis on monte en puissance, on transforme un de ces astéroïdes en nouveau tracteur spatial bien plus puissant, puis à son tour, il nous collecte un nouvel astéroïde encore plus gros, etc.…
Tout çà fait boule … d’astéroïdes !
On finit par fabriquer en les rassemblant une nouvelle planète artificielle à coup d’assistantes gravitationnelles en raflant tous les astéroïdes entre Mars et Jupiter. Vision délirante ! Comme un Homos Sapiens du Néolithique aurait pu l’avoir tout en polissant une pierre préalablement taillée par ceux du Paléolithique - et en rêvant à une machine-outil !

[tatiana13]

SF GIWA

[Giwa]

Merci Tatiana :) ...Bon, mais il nous faut revenir à notre sujet ...
Voilà un petit schéma de forces qui expliquent pourquoi plus les poussées sont dirigées obliquement, plus pour le même régime des moteurs, la traction s’atténue.

La tractionT est donc égale pour deux moteurs en oblique d'un angle a et de poussée F à 2Fcos a
Pour a = 20° et F =1N alorsT#1,9 N donc encore proche de 2 N avec une perte seulement de 5%,
mais pour a=40° alors T#1,5 N soit 25% de perte, donc une perte 5 fois plus élevée lorsque l'angle n'a que doublé.

[Giwa]

A la réflexion l'utilisation de moteurs plasmiques genres VASIMR seraient les bienvenues pour ce genre de mission: plus d'usure d'électrodes et poussée modulable. Il en faudrait au minimum trois disposés selon les trois arêtes concourantes d'un tétraèdre de manière à modifier à volonté la direction de la traction.
Vivement leur mise au point car ils peuvent avoir bien d'autres utilisations dans la navigation spatiale.

Bonne nuit étoilée dans vos songes ...si ce n'est pas sous la voûte céleste!

[Giwa]

Comme de toute façon l’attracteur gravitationnel devra avoir une masse importante, un réacteur nucléaire pour l’alimentation en énergie électrique conviendrait bien : puissance électrique élevée pour alimenter les propulseurs plasmiques et sans problème d’orientation de panneaux solaires -, et autonomie de plusieurs dizaines d’années avec une réserve importante de propulsifs -, surtout que le débit massique de consommation de ces propulsifs serait très faible, vu leur grande ISP. Alors ce réacteur peut être placé dans cet attracteur gravitationnel à proximité de l’astéroïde - avec une distribution électrique passant par câble jusqu’au tracteur éloigné de l’astéroïde. Sur cette même liaison entre attracteur gravitationnel et propulseurs pourrait être fixé le radiateur thermique qui permettraient une bonne dissipation de la chaleur du réacteur sur une grande surface.

[Fan de Ducrocq]

Les Russes ont de la suite dans les idées. Déjà en Septembre 2008

[Fan de Ducrocq]

Psychose ?

la Russie crée un système aérospatial de contrôle

La Russie crée un système aérospatial de prévention des catastrophes globales qui contrôlera notamment les astéroïdes, a annoncé mercredi Valeri Menchikov, directeur scientifique de l'Institut russe des Systèmes spatiaux dans une interview mise en ligne sur le site de l'Agence fédérale spatiale russe (Roskosmos).

Suite de l'article de RIA NOVOSTI

[Fan de Ducrocq]

Suite...

L'Agence spatiale russe a organisé des réunions sur Apophis - l'astéroïde devrait passer à proximité de la Terre en 2029. If it is not diverted, a collision could potentially kill millions, scientists say. Si elle n'est pas détournée, une collision pourrait potentiellement tuer des millions de personnes, disent les scientifiques.

«Apophis a été découvert en 2004», explique Boris Shustov, Directeur de l'Institut d'Astronomie. “ The probability of a collision with the Earth was very high, about 1 to 30. "La probabilité d'une collision avec la Terre était très élevé, environ 1 à 30. The collision of such a large body with our planet will cause great damage .” La collision d'un tel grand corps de notre planète va provoquer beaucoup de dégâts. "

TV-Novosti

Vidéos incluses dans l'article:

VIDEO

interview with Patrick Fullick

interview with Yury Karash

interview with Valery Menshikov

[tatiana13]

La Russie crée un système aérospatial de prévention des catastrophes globales qui contrôlera notamment les astéroïdes

http://fr.rian.ru/science/20100121/185898809.html

[Invité]

Tatiana, regarde 2 messages plus haut, Fan de Ducroq avait cité cette dépêche :)

[tatiana13]

désolée fan de Ducrocq et Steph pour ce doublon

[Fan de Ducrocq]

Psychose ?

la Russie crée un système aérospatial de contrôle

La Russie crée un système aérospatial de prévention des catastrophes globales qui contrôlera notamment les astéroïdes, a annoncé mercredi Valeri Menchikov, directeur scientifique de l'Institut russe des Systèmes spatiaux dans une interview mise en ligne sur le site de l'Agence fédérale spatiale russe (Roskosmos).

Suite de l'article de RIA NOVOSTI

"Resuite...":Comment se protéger des astéroïdes?

La Russie travaille sur un Système aérospatial international de surveillance des phénomènes globaux, et notamment des astéroïdes, explique un responsable scientifique dans une interview dont l'essentiel a été repris sur le site rian.ru.

"La Russie élabore actuellement un système aérospatial international de monitoring des catastrophes naturelles et imputables à l'homme, a déclaré sur le site de Roscosmos (Agence spatiale russe) le directeur scientifique de l'Institut de recherche Systèmes cosmiques, Valéri Menchikov. Et nous sommes, bien entendu, préoccupés par la question de la protection contre les astéroïdes."

Les centres de poursuite des objets célestes existant actuellement ne sont pas capables de détecter tous les astéroïdes, poursuit Valéri Menchikov. "Si l'on regarde les courbes, on voit que le nombre de ces astéroïdes croît d'année en année de manière exponentielle. Ce qui ne signifie pas que ces astéroïdes n'existaient pas auparavant. Tout simplement, ils n'étaient pas suivis. Pour autant, nous n'avons toujours pas de quoi les suivre et les contrôler en permanence. Avec les moyens dont nous disposons, nous pouvons voir les astéroïdes à une distance d'environ un million de kilomètres. Or, les astéroïdes se déplacent à une vitesse de l'ordre de 20 km/s. Autrement dit, l'un d'entre eux peut arriver en une demi-journée jusqu'à la Terre et s'y écraser. Et si un tel astéroïde a un diamètre d'une centaine de mètres, il sera trop tard pour entreprendre quoi que ce soit."

C'est pourquoi, estime le directeur scientifique de Systèmes cosmiques, il faut concevoir des équipements pour surveiller les corps célestes et rechercher des possibilités de se protéger de leur chute. Si le météorite de la Toungouska était tombé en plein cœur de l'Europe, en Allemagne, par exemple, le cours de l'histoire aurait été changé. Et pourtant, cet astéroïde n'était pas bien gros. Il serait stupide, selon cet expert, d'ignorer ce danger.

Deux moyens existent pour se protéger des astéroïdes, poursuit Valéri Menchikov. "Le premier est de détruire l'astéroïde en utilisant une réaction nucléaire. Nous sommes prêts à utiliser cette méthode. L'académicien russe Degtiar a conçu un projet de destruction d'un astéroïde à une distance considérable de la Terre." "Le second moyen consiste à installer sur l'astéroïde certains équipements capables de modifier sa trajectoire. Du point de vue de la sécurité, le second moyen est meilleur. Mais du point des dépenses énergétiques, il est complexe. Par ailleurs, il est clair qu'aucun pays, à lui seul, que soient les Etats-Unis, la Chine ou la Russie ne saurait assumer le risque lié à l'exécution d'une telle mission. Ce projet doit être mis en œuvre dans le cadre d'une coopération internationale. C'est ce à quoi nous essayons de parvenir en travaillant sur ce Système aérospatial international de surveillance des phénomènes globaux (MAKSM).

Il existe, rappelle le chercheur, trois types d'astéroïdes. "Le premier type rassemble ceux dont le diamètre est inférieur à 100 m. Ce sont ceux qui représentent le danger le moins important. Leur chute peut conduire à de petites destructions, à l'échelle d'un seul pays, sur une partie d'un continent. Les astéroïdes dont la taille oscille entre 100 m et 1 km peuvent entraîner de très graves catastrophes au niveau de toute l'humanité. Quant aux astéroïdes de plus de 2 km, ils constituent une menace pour la survie de l'humanité en tant que telle, prévient le chercheur.

Valeri Menchikov a également rappelé que l'orbite de la Terre coupait actuellement la trajectoire d'une dizaine d'astéroïdes d'un diamètre supérieur au kilomètre. La collision avec un tel astéroïde serait effroyable. L'orbite de la Terre coupe aussi la trajectoire de plusieurs comètes dont le diamètre du corps dépasse le kilomètre. Une collision avec une telle comète pourrait conduire à une catastrophe globale. C'est la raison pour laquelle il importe de créer un réseau mondial qui servira à alerter les pays de la menace présentée éventuellement par un astéroïde.

Ce système de prévention doit être constitué, selon Valéri Menchikov, de plusieurs éléments. "Le premier, détaille-t-il, c'est l'équipement qui pourra détecter l'astéroïde à une distance suffisante (3 à 4 millions de kilomètres), afin que l'on puisse faire quelque chose. Il y aura alors la possibilité de prendre des mesures pour détruire l'astéroïde. Le deuxième est un équipement de frappe, qui permettra de modifier la trajectoire de l'astéroïde. Il ne sera pas nécessaire, pour ce faire, de détruire l'astéroïde. Il sera simplement dévié de son orbite ou de son point de collision éventuel. Le troisième est le système global de surveillance, qui reliera tous les continents, tous les pays, et qui nous permettra de prendre ces mesures. Si tous ces éléments sont mis en place, nous nous protégerons nous-mêmes de la menace des astéroïdes", conclut l'expert.

[montmein69]

Je reprend le concept d'attracteur gravitationnel sur lequel réfléchissait Giwa. D'autant que la nouvelle orientation Obama en R&D ainsi que la possibilité qui est envisagée de réaliser des coopérations internationales pour de grands projets, pourrait donner corps à de telles techniques.

A la réflexion l'utilisation de moteurs plasmiques genres VASIMR seraient les bienvenues pour ce genre de mission: plus d'usure d'électrodes et poussée modulable. Il en faudrait au minimum trois disposés selon les trois arêtes concourantes d'un tétraèdre de manière à modifier à volonté la direction de la traction.
Vivement leur mise au point car ils peuvent avoir bien d'autres utilisations dans la navigation spatiale.

Comme de toute façon l’attracteur gravitationnel devra avoir une masse importante, un réacteur nucléaire pour l’alimentation en énergie électrique conviendrait bien : puissance électrique élevée pour alimenter les propulseurs plasmiques et sans problème d’orientation de panneaux solaires -, et autonomie de plusieurs dizaines d’années avec une réserve importante de propulsifs -, surtout que le débit massique de consommation de ces propulsifs serait très faible, vu leur grande ISP. Alors ce réacteur peut être placé dans cet attracteur gravitationnel à proximité de l’astéroïde - avec une distribution électrique passant par câble jusqu’au tracteur éloigné de l’astéroïde. Sur cette même liaison entre attracteur gravitationnel et propulseurs pourrait être fixé le radiateur thermique qui permettraient une bonne dissipation de la chaleur du réacteur sur une grande surface.

LA difficulté de guider l'astéroïde quand il est en rotation propre, c'est d'arriver à exercer la force d'attraction en permanence sur son centre de gravité. Cela nécessitera un système complexe d'asservissement qui devra capter en temps réel la position de ce centre G et piloter les "actionneurs" en conséquence. Diablement délicat ... il faudra les capteurs de position au plus près de l'astéroïde, et commander les "jets" des actionneurs sur le tracteur au bout du cable par définition non rigide.
Cela me semble impossible de travailler avec un système déformable en quelque sorte "interne", qui vient se rajouter au système déformable astéroïde - système de déviation.
AMHA il faut une liaison aussi rigide que possible ... (ce qui va forcément limiter la distance) entre l'attracteur "passif" et le "propulseur".
D'un autre côté on peut multiplier les buses d'éjection d'actionneurs le long de la poutre de liaison et affiner l'asservissement de cette propulsion.
Pour limiter l'angle d'éjection des jets moteurs principaux (et donc la perte d'efficacité) , il est aussi possible de les placer à l'extrémité d'une étoile dont les bras s'écartent de l'axe de traction.
On aurait donc un engin qui ressemblerait à un grappin. (je ne suis pas trop doué en dessin pour concrétiser cela)

[Giwa]

Effectivement le mot câble - que j'ai utilisé- est inapproprié surtout que je pensais aussi à une liaison rigide - et j'aurais dû parler de tube rigide.
Il est certain aussi que du fait de la rotation éventuelle de l'astéroïde asymétrique, il en résultera un moment de forces gravitationnelles sur le tracteur qu'il faudra compenser. La théorie qui fait appel à des matrices d'inertie n'est certainement pas simple, mais les forces nécessaires pour éviter la mise en rotation du tracteur gravitationnel doivent être du second ordre par rapport à la traction des trois moteurs plasmiques principaux disposés en trièdre - et alors des moteurs ioniques bien disposés asservis à un système gyroscopique permettant de garder le cap devraient suffire. Pour moduler la traction principale on jouerait sur la distance au centre de gravité de l’astéroïde. Par exemple si on désire augmenter la traction, il faudrait pendant une courte période diminuer la poussée des moteurs ioniques pour se rapprocher de l’astéroïde puis la ré augmenter à une poussée supérieure à celle du début pour se stabiliser à cette distance moyenne plus proche - tout cela asservi à un ordinateur à partir de données télémétriques statistiques . Bien sûr ce n’est pas si simple que çà…mais avec une bonne robotique …
;)