L'Aerovator, un dérivé de l'ascenseur spatial moins exigeant

[Henri]

Trouvé sur sci.space.tec qui vient de se réveiller récemment, cette proposition d'un ruban en rotation autour d'un axe vertical où, par un subtil jeu d'équilibre entre portance, traînée, et force centrifuge, le ruban -propulsé par une vingtaine de réacteurs d'avions- émerge de l'atmosphère dans ses portions les plus rapides afin de ne pas être grillé par les forces de frottement, et atteint à son extrémité la vitesse orbitale.
Le concept nécessite des matériaux dix fois moins résistants que le concept de l'ascenseur spatial, mais tout de même nettement plus que les bons aciers :
http://en.wikipedia.org/wiki/Aerovator

[Jigisù]

Ca semble intéressant, mais je ne comprend pas comment ça fonctionne ? :scratch:

[Henri]

Ca semble intéressant, mais je ne comprend pas comment ça fonctionne ? :scratch:

Imagine un ruban long de 1000 km et attaché à un axe de rotation fixé au sol (le Hub). A 12 km d'altitude et à 40 km de cet axe (le point Drive), une vingtaine de réacteurs de 747 sont accrochés au ruban, c'est leur poussée qui fait trourner le ruban autour de l'axe, la vitesse à ce point est donc de l'ordre de Mach 1. Le ruban entre le sol (axe de rotation dit le Hub) et les réacteurs, fonctionne comme une aile avec un extrados pour sa face supérieure et un intrados pour sa face inférieure.

La force de propulsion des réacteurs (au point 40 km par exemple) provoque un brusque coude horizontal du ruban qui vu par au-dessus ressemble maintenant à un L.

L'extrémité (le Tip) situé à 960 km du point Drive (Propulsion point) aura une vitesse de l'ordre de 8 km/s et sera tirée en altitude par la force centrifuge hors de l'atmosphère grace à la rotondité de la Terre. Sur le début de cette portion de 960 km, là aussi le ruban fonctionne comme une aile, mais la prise rapide d'altitude due aux forces centrifuges (voir première figure) limite la traînée atmosphérique à de faibles valeurs...
C'est en fait Thierry la Fronde avec une fronde de 1000 km actionnée par des réacteurs à 40 km de la main de notre héros, et non pas par la main de ce dernier...

Mettre le son...

[Giwa]

:D la bande sonore...et l' Aerovator...j'adore !
L'idée est très interessante et pourrait même repris à plus petite échelle pour lancer quelques engins suborbitaux...histoire de se faire la main
;) ...et puis pour grimper le long du ruban...la force centrifuge est là pour nous aider! Par contre pour redescendre on emprunte l'escalier...ou plutôt une capsule !
Cordialement,
Giwa

[Jigisù]

:lol!:

C'est pour le moins une idée originale !!
Mais j'imagine qu'il doit y avoir de sérieuses contraintes...

Déjà, un truc tout bête: où on la met la fronde ?? 2000 km, c'est quand même deux fois la France...

[Space Opera]

Mais si on met des réacteurs en route à leur niveau, qu'est-ce qui empêche le reste du ruban (de 40 à 1000km) de tomber mollement au sol. C'est à dire que je veux bien comprendre que les 100 ou 200 km suivants soient bien pris dans le mouvement des réacteurs car directement connectés à eux, mais pourquoi le reste du ruban suivrait aussi ? Ce ruban est rigide ?

En fait je m'imagine juste avec une corde de 100m avec une extremitée clouée au sol. Je prends la corde en main à 4m du centre, et je tourne en rond autour du centre. Je suis presque sur que l'extrémité de la corde de 100m va bouger au premier tour, se rapprocher un peu, puis j'aurais l'air ensuite d'un idiot en train de tourner en rond avec une corde sera longue de 100m et dont seuls les 10 mètres autour de moi seront en train de bouger.

[Henri]

Le ruban n'est évidemment pas élastique, dés qu'une partie est mise en mouvement, ce mouvement se transmet jusqu'à son extrémité à la vitesse du son dans le matériau (qui est bien supérieure dans les solides que dans les gaz)
Je cite un passage de la page de Wikipedia pointée par le lien : http://en.wikipedia.org/wiki/Aerovator
"Deployment
As opposed to other space transportation infrastructure projects, the Aerovator can be deployed entirely from the Earth's surface. The ribbon is played out from the rotating hub and lifts itself up aerodynamically as it is extended. The hub will need to rotate much faster initially than in the fully extended state, and the propulsion point will move outwards during extension. Deployment will put some additional constraints on ribbon design, which needs to be investigated.".
Le ruban se déploit donc au fur et à mesure que les réacteurs s'éloignent du Hub. Quand les réacteurs sont à 40 km du Hub, le ruban continue à se déploier, mais le support des réacteurs reste à distance constante du Hub.
La localisation du dispositif pourrait se faire près de l'équateur et dans l'Océan Pacifique par exemple.
Ce dispositif me paraît avoir un avantage par rapport aux autres propositions de mégastructures destinées au lancement spatial massif et bon marché :
- pas de limitation de gabarit (contrairement à StarTram)
- ne constitue un danger que pour les satellites très bas (contrairement à l'ascenseur spatial)
- pas de limitations d'azimuth de tir (contrairement à la Launch Loop, etc...)
Par contre :
- la navigation aérienne devrait être interdite dans un rayon d'au moins 100 km autour du Hub, et tout satellite frolant de trop près les couches hautes de l'atmosphère (h=100 km) pourrait entrer en collision avec le ruban.
Maintenant je n'ai pas vérifié les maths du concept, mais d'après les calculs effectués par les inventeurs du concept, membres du groupe anglophone Yahoo sur l'ascenseur spatial :
http://tech.groups.yahoo.com/group/space-elevator/message/7290 (discussion fort intéressante)
cela semble marcher... sur le papier. ;)

[Space Opera]

Diable ! Je comprends mieux.

Mais il va falloir m'expliquer comment "dérouler" un ruban rigide, sachant qu'il doit être extrêmement rigide s'il veut communiquer un couple sur plusieurs dizaines de kilomètres !

[Henri]

Diable ! Je comprends mieux.

Mais il va falloir m'expliquer comment "dérouler" un ruban rigide, sachant qu'il doit être extrêmement rigide s'il veut communiquer un couple sur plusieurs dizaines de kilomètres !

Le communiquer à quoi ? Une lanière en cuir d'une fronde se contente de communiquer de l'énergie cinétique au projectile, elle ne doit pas être élastique, mais elle n'a pas besoin d'être rigide, ce sont les forces centrifuges (vues dans le référentiel tournant) qui la tendent.

[Space Opera]

A-t-on une idée du temps que mettrait la mise sur orbite ?

[Henri]

A-t-on une idée du temps que mettrait la mise sur orbite ?

Quelques minutes, l'accélération doit monter jusqu'aux alentours de 4 g je crois. maintenant, je ne suis pas l'inventeur du concept, je suis tombé dessus par hasard et j'ai trouvé judicieux d'en faire part au forum pour information.

[Giwa]

Le ruban se déploit donc au fur et à mesure que les réacteurs s'éloignent du Hub. Quand les réacteurs sont à 40 km du Hub, le ruban continue à se déploier, mais le support des réacteurs reste à distance constante du Hub.
La localisation du dispositif pourrait se faire près de l'équateur et dans l'Océan Pacifique par exemple.

Hyper cet mégamanège spatial qui me rappelle les assiettes au beurre des kermesses de mon enfance…Ah, oui, Patrick R7 ;) comme moi on connaît…mais les jeunes :) de ce forum ont besoin de quelques éclaircissements : c’était un disque de bois de plusieurs mètres de diamètres beurré pour le rendre bien glissant et tous les gamins se plaçaient au centre : le disque se mettait à tourner de plus en plus vite et les uns après les autres on se trouvait expulser à la périphérie…( par la force centrifuge ;) …dans le référentiel de l’assiette ;) )…pas dans l’Espace…mais dans les bottes de foin…sauf celui qui calé de la tête et connaissant la formule la formule F = m w R était resté calé sur ses jambes au centre …hum…une histoire un peu idéalisée !...Donc il n'y a pas qu'à l'école qu'on usait ses fonds de culotte ;)

La proposition de placer ce manège spatial dans l’océan pacifique évidemment me plait : pourquoi pas dans l’Archipel du Kiribati à côté de Sea Launch !

Giwa