Voile solaire miniature vers Alpha du Centaure

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Disposer d'énergie à bord, à la fois pour protéger un minimum les circuits du froid, et garantir une émission de données qu'on puisse décrypter en réception (en dessous d'une certaine puissance émise, je suppose que même avec des antennes de réception géantes séparer le "message" du bruit de fond va devenir épineux ?) .... c'est AMHA le problème qu'on ne sait pas encore résoudre - à ce jour - déjà dans la très proche banlieue comme entre la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort*.

* c'est déjà probablement un casse-tête pour une sonde de la taille de New-Horizons (qui n'a pas été conçue pour y aller) ... alors pour un nano-sat ....

Alors sans préjuger de la faisabilité mais en cultivant l'optimisme .... un nouveau moyen comme capturer l'énergie du "vide" serait-elle la clé ?

On n'y connait vraiment pas grand chose pour le moment :

Voile solaire miniature vers Alpha du Centaure  - Page 5 Energi10


Dernière édition par montmein69 le Lun 21 Jan 2019 - 19:56, édité 1 fois

montmein69

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qui dit qu'on est obligé de transporter les générateur électrique et les emeteurs radio dans la sonde?

on peut braquer un laser puissant (probablement basé dans l'espace)  sur notre sonde, ils pourrait servir, a communiqué avec la sonde par lifi, a alimenté cette sonde en électricité loin du soleil avec un panneau solaire laser adapté a la fréquence de ce dernier et a répondre a la terre en ses réfléchissant sur des réflecteurs a forme variable, en changent de forme la puissance laser revenant sur terre varie et on peut envoyer un message.
le top serait de faire sa avec une sonde propulsé laser car on aurait déjà nos laser haute puissance et la voile de réception peut faire office de réflecteur  de communication.
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On a des prototypes fonctionnels de convertisseurs d'une lumière laser en tension électrique ?
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Transformer des photons en électrons, ça oui : les antennes radio électriques sont l'exemple le plus basique ; pour plus haut en énergie, les caméras CCD ; pour plus haut encore les compteurs Geigers ; pour encore plus haut en énergie les détecteurs de rayons gamma ; pour le très très haut, les énormes détecteurs de particules éphémères du LHC au CERN de Génève. Alors, pour des photons fussent-ils corrélés (jumeaux) tels ceux des Lasers, ce n'est pas un problème.  :sage: :D
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@montmein69 a écrit:Disposer d'énergie à bord, à la fois pour protéger un minimum les circuits du froid, et garantir une émission de données qu'on puisse décrypter en réception (en dessous d'une certaine puissance émise, je suppose que même avec des antennes de réception géantes séparer le "message" du bruit de fond va devenir épineux ?) .... c'est AMHA le problème qu'on ne sait pas encore résoudre - à ce jour - déjà dans la très proche banlieue comme entre la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort*.

* c'est déjà probablement un casse-tête pour une sonde de la taille de New-Horizons (qui n'a pas été conçue pour y aller) ... alors pour un nano-sat ....

Alors sans préjuger de la faisabilité mais en cultivant l'optimisme .... un nouveau moyen comme capturer l'énergie du "vide" serait-elle la clé ?

On n'y connait vraiment pas grand chose pour le moment :

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Beaucoup de matière noire et beaucoup d'énergie noire, ce qui me fait dire qu'il y a quelque chose qu'on n'a pas pigé.
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@Astro-notes a écrit:Transformer des photons en électrons, ça oui : les antennes radio électriques sont l'exemple le plus basique ; pour plus haut en énergie, les caméras CCD ; pour plus haut encore les compteurs Geigers ; pour encore plus haut en énergie les détecteurs de rayons gamma ; pour le très très haut, les énormes détecteurs de particules éphémères du LHC au CERN de Génève. Alors, pour des photons fussent-ils corrélés (jumeaux) tels ceux des Lasers, ce n'est pas un problème.  :sage: :D

la darpa a des projet de drone alimenté laser
https://www.nextbigfuture.com/2018/07/darpa-will-use-laser-power-beaming-to-power-solar-drones.html

le but est surment d'avoir un drone plus manoeuvres, rapide et avec une CU plus énergivore que le solar impulse qui est l’extrême limite de se que l'ont peut faire en solaire (vitesse max e 50km/h, plané pendant la majorité de la nuit) .

par contre le pointage d'un laser sur une sonde placé a longue distance (plusieurs semaine lumiere) risque d’être particulièrement complexe intéressant. Il faudra pointé le laser avec une grand precision plusieurs semaine a l'avance et si c'est raté il faudra attendre plusieurs semaine pour constaté qu'on a pas d'echo. si c'est le cas on peut toujours s'ammusé a balayer l'espace autour du point prevu , mais bon il y a peut de chance que sa marche vu quelle se sera déplacé pendant plusieurs mois sur une trajectoire non prévu (si c’était la trajectoire prévu on l'aurait pas perdu). donc il faudra connaitre au mieux le millieux dans laquelle la sonde avance car une infime variation de la densité de poussier interstellaire aurais pour conséquence une variation de la vitesse de la sonde, une erreur de calcule de trajectoire et une perte du pointage. on peut toujours essayer d'entouré le laser principale par des laser secondaire de fréquence différente, ainsi , en voyant quelle est la dernier fréquence renvoyé et en comparent avec les mesures de vitesse dopler on aura plus de chance de retrouvé la sonde.
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@Astro-notes a écrit:Transformer des photons en électrons, ça oui : les antennes radio électriques sont l'exemple le plus basique ; pour plus haut en énergie, les caméras CCD ; pour plus haut encore les compteurs Geigers ; pour encore plus haut en énergie les détecteurs de rayons gamma ; pour le très très haut, les énormes détecteurs de particules éphémères du LHC au CERN de Génève. Alors, pour des photons fussent-ils corrélés (jumeaux) tels ceux des Lasers, ce n'est pas un problème.  :sage: :D

Qu'il y ait une possibilité théorique de faire cette conversion (comme avec d'autres rayonnements electro-magnétiques que tu cites), aucun doute.

Ma question était dans le cas qui nous préoccupe, soit pour reprendre le premier message de ce Fil (il faut parfois revenir à l'origine du débat) :
@Le zouave a écrit:prouver la faisabilité d'une mini-sonde (quelques grammes) tirée par une voile solaire, elle-même poussée par laser et devant atteindre Alpha du Centaure en 20 ans, à la vitesse de 0.2 c !!!
post de 2016
On utilise des conversions lumière-laser ---> électricité dans les labos le plus souvent sur de courtes distances.

La question que je posais c'est sur ce type de nano-sonde à visée ultra-lointaine ... quel détecteur peut-on placer (existant de préférence  🤡  telle était la problématique) qui convertirait le faisceau laser*  venant de l'émetteur terrestre (ou proche de la Terre). Quel type de laser (fréquence ?) est utilisé pour de telles conversions à longue distance ?
Et quelle alimentation électrique peut-on espérer obtenir à bord. (aussi bête cela puisse paraître il faut un peu de chaleur pour préserver l'électronique et un minimum de puissance pour émettre vers la Terre )
* on peut supposer qu'il serait d'une fréquence différente de celui chargé de la propulsion (?)

Quelques articles (datant de quelques années) sur des travaux de recherche mené sur de courtes distances ... mais cela a peut-être depuis donné des concrétisations intéressantes ?
https://www.quebecscience.qc.ca/sciences/les-10-decouvertes-de-2016/10-convertir-la-lumiere-en-electricite-sans-trop-se-fatiguer/
https://lenergeek.com/2014/11/05/leffet-plasmo-electrique-une-nouvelle-methode-pour-convertir-la-lumiere-en-electricite/
http://www.inmesol.fr/blog/cest-demontre-le-graphene-multiplie-lelectricite-a-partir-de-la-lumiere
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si le laser reste sur Terre, il faudrait qu'il soit très puissant et très précis
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Inutile de descendre dans les détails techniques sans s'être assuré de quelques ordres de grandeur basiques...
Un faisceau a toujours une divergence...
Pour projeter 1 W/m² (soit 1000 fois moins que l'éclairement solaire sur Terre) à 1000 UA (moins de 6 jours-lumière), avec une optique de 1 km de diamètre, il faudrait des gigawatts.
Même avec un système si monstrueux, il va en falloir de la surface pour collecter assez de puissance pour renvoyer quelque chose de détectable vers la Terre.
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Comme beaucoup le pensions qualitativement, lambda0 nous donne un coup d'arrêt quantitatif sur la question de l'optique et de la réémission vers la Terre de données par ces nano-voiles solaires (galactiques). Ite missa est.  :sage:
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Une idée comme ça en passant et si au lieu de compter sur un laser terrestre, on utilisait la lumière du soleil local que l'on réfléchissait façon morse sur la voile vers le système solaire.
Bon, c'est sur le débit serait minable mais point de tir laser très compliqué à régler, ni de système très compliqué de focalisation du faisceau entrant pour le renvoyer, il faut juste faire balancer la sonde de façon que ça produise des flash en direction du système solaire !
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Tien une idée quelle est bonne à formuler Anovel. Effectivement orienter la voile miroir pour renvoyer la lumière du soleil vers la Terre. Là au moins il y a de l'énergie (certes ce n'est pas laser). Il s'agirait de moduler cette surface réflecteur en jouant de led comme cela avait été déjà discuté au sujet des voiles solaires il y a qqs années.
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Ne prévoyait-on pas d'utiliser le laser pour pallier à l'éloignement du Soleil aussi bien en ce qui concerne la propulsion (voile "solaire" avec quasiment plus de Soleil perceptible du moins dans le visible),  que pour un réchauffement minimal et des transmissions radio nécessitant de l'électricité puisqu'on ne peut embarquer de générateur type RTG sur une pico-sonde et qu'une cellule photo-électrique classique ne serait pas efficace pour la même raison d'éloignement.*
Et là on se mord la queue en ramenant le Soleil dans le débat .... en réfléchissant le Soleil pour faire du morse ..... quelque chose m'échappe :scratch:

Pour se remettre en mémoire ce que veut dire le Soleil vu de la zone planétaire extérieure .... un petit montage intéressant (et on n'est avec Pluton qu'à une distance 29,7 ua < d < 49,5 ua) ... pas sorti de la ceinture de Kuiper (jusqu'à 150 ua) et bien sûr pas non plus du nuage de Oort. (1000 à 150 000 ua)

source : http://www.astronoo.com/fr/enfants/soleil-taille-apparente.html

Voile solaire miniature vers Alpha du Centaure  - Page 5 Visibi11

A moins que dans des longueurs d'onde comme l'IR (? ou autres ?) on puisse faire des miracles en réflexion des émissions solaires (mais il faut argumenter) je crois qu'il faut faire atterrir un peu son enthousiasme non ?

* d'où mes questions quelques posts plus haut, sur une possibilité de conversion lumière laser ---> tension électrique (nonobstant les problèmes de puissance requises pour l'émetteur laser soulevés par Lambda0)
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@montmein69 a écrit:Ne prévoyait-on pas d'utiliser le laser pour pallier à l'éloignement du Soleil aussi bien en ce qui concerne la propulsion (voile "solaire" avec quasiment plus de Soleil perceptible du moins dans le visible),  que pour un réchauffement minimal et des transmissions radio nécessitant de l'électricité puisqu'on ne peut embarquer de générateur type RTG sur une pico-sonde et qu'une cellule photo-électrique classique ne serait pas efficace pour la même raison d'éloignement.*
Et là on se mord la queue en ramenant le Soleil dans le débat .... en réfléchissant le Soleil pour faire du morse ..... quelque chose m'échappe :scratch:

Pour se remettre en mémoire ce que veut dire le Soleil vu de la zone planétaire extérieure .... un petit montage intéressant (et on n'est avec Pluton qu'à une distance 29,7 ua < d < 49,5 ua) ... pas sorti de la ceinture de Kuiper (jusqu'à 150 ua) et bien sûr pas non plus du nuage de Oort. (1000 à 150 000 ua)

source : http://www.astronoo.com/fr/enfants/soleil-taille-apparente.html

Voile solaire miniature vers Alpha du Centaure  - Page 5 Visibi11

A moins que dans des longueurs d'onde comme l'IR (? ou autres ?) on puisse faire des miracles en réflexion des émissions solaires (mais il faut argumenter) je crois qu'il faut faire atterrir un peu son enthousiasme non ?

* d'où mes questions quelques posts plus haut, sur une possibilité de conversion lumière laser ---> tension électrique (nonobstant les problèmes de puissance requises pour l'émetteur laser soulevés par Lambda0)

D'après Anovel il ne s'agit pas d'employer l'énergie du "Soleil" mais l'énergie d'un soleil ou d'une étoile locale.
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1) C'est pas le Soleil que je propose d'utiliser mais Proxima 
2) Il existe des recherches sur un miniRTG capable de fournir de la chaleur et du courant pour un pico satellite.
3) Le projet de sonde vers Proxima ne prévoit l'utilisation de laser que pendant 15 minutes ce qui déjà propulse la sonde à 20% de la vitesse de la lumière (sonde de 20g soit une lettre ordinaire)
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Au début de cette discussion, il y avait déjà des considérations sur la puissance requise pour communiquer à distance interstellaire...
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Oui, cela reste le sujet pour moi, la puissance électrique pour alimenter un émetteur (pas de réception) quand bien même il serait ramené à une bande passante pour faire du code Morse (autant dire sans modulation), cela me semble invraisemblable.
Quand à utiliser le soleil pour pousser, n'oublions pas que s'il a déjà poussé pendant que la voile était à bonne portée (au début du voyage) il n'y a plus qu'à laisser faire l'inertie, cela marche tout seul comme nos actuelles sondes lointaine qui avance sur leur erre (terme marine).
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Je redonne la référence d'un document déjà pointé en début de discussion, avec les calculs.
http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-o.pdf
Voir page 33 pour les communications.
Avec la puissance qui pourrait être disponible sur une nanosonde (mettons, quelques Watts), ça donne des débits de quelques bps, en réutilisant pour la réception l'optique de lancement.
=> pour commencer à avoir des débits utilisables, il faut au moins des kW en puissance optique LASER (et donc plus en puissance électrique, avec le rendement du LASER), ce qui ne parait pas compatible avec le concept de nanosonde, surtout avec des panneaux solaires et en traversant le système à 10 ou 20% de la vitesse de la lumière.
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