Propulsion spatiale à antimatière

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Propulsion spatiale à antimatière  Empty Propulsion spatiale à antimatière

Message Ven 15 Oct 2021 - 16:25


Bonjour, je me suis informé sur l'hypothétique propulsion à antimatière ou une particule et une antiparticule sont annihilées et produise une poussée directement grace à une tuyère magnétique qui dirige seulement les particules chargées issues de l'annihilation pour produire une poussée et ce que je n'ai pas réussi à trouver comme information et que je me demandais est combien pourrais être l'impulsion spécifique d'un tel moteur?
centauri
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@centauri a écrit:Bonjour, je me suis informé sur l'hypothétique propulsion à antimatière ou une particule et une antiparticule sont annihilées et produise une poussée directement grace à une tuyère magnétique qui dirige seulement les particules chargées issues de l'annihilation pour produire une poussée et ce que je n'ai pas réussi à trouver comme information et que je me demandais est combien pourrais être l'impulsion spécifique d'un tel moteur?

Aucune idée FB_rire3  par contre il y a peut-être des infos dans ce vieux fil du forum qui traitait du sujet:

https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t4613p15-propulsion-utilisant-l-anti-matiere
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Syl35
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@centauri a écrit:Bonjour, je me suis informé sur l'hypothétique propulsion à antimatière ou une particule et une antiparticule sont annihilées et produise une poussée directement grace à une tuyère magnétique qui dirige seulement les particules chargées issues de l'annihilation pour produire une poussée et ce que je n'ai pas réussi à trouver comme information et que je me demandais est combien pourrais être l'impulsion spécifique d'un tel moteur?
D'après la vidéo ci-après entre 10^3 à 10^6 :

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Anovel
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Dans cette vidéo à 10:30 je crois pas que le type de propulsion à antimatière soit le même que celui dont je veux parler, dans la vidéo à 10:30 c'est l'antimatière qui est utilisé pour démarrer une réaction de fission et ensuite de fusion tandis que le type dont je parle est celui de type (beamed core) https://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter_rocket
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?
Il y a les trois systèmes dans la vidéo, enfin les trois principaux qui ont fait l'objet d'une étude poussée.
Pour résumer, c'est soit utiliser directement l'annihilation pour faire avancer l'engin, mais avec une grosse partie qui disparait dans l'espace ; soit utiliser la réaction pour "chauffer" un gaz (ou un quelconque produit), là encore tu perds une partie de l'efficacité vue la masse à emporter ; soit la voile dopée avec des matières fissibles que l'on dope avec des anti-protons là c'est le poids de la "voile" qui pose problème.
 Il y a aussi le système Dédale des années 60 avec des explosions nucléaires mais là aussi c'est le poids de l'engin et pour tous d'ailleurs le poids des moyens de protections pour une éventuelle mission habitée qui tue le concept.

Reste le concept du "Stato-propulseur spatial" mais il faut que l'engin se déplace déjà à une vitesse très élevée !

Donc ça donne une impulsion qui se situe entre 1000 et un million voire un peu plus dans le cas du "Stato spatial" .
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Anovel
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@centauri a écrit:Bonjour, je me suis informé sur l'hypothétique propulsion à antimatière ou une particule et une antiparticule sont annihilées et produise une poussée directement grace à une tuyère magnétique qui dirige seulement les particules chargées issues de l'annihilation pour produire une poussée et ce que je n'ai pas réussi à trouver comme information et que je me demandais est combien pourrais être l'impulsion spécifique d'un tel moteur?

L'impulsion spécifique de la propulsion basée sur la matière/antimatière serait de 60 000 secondes soit plus de 1000 fois mieux que la propulsion chimique la plus performante.

Source : Advanced Space Propulsion Concepts for Interstellar Travel (2009 - slide 12)
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Pline

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Bonjour,

tout dépend du type de moteur dans lequel est employée l'antimatière.

Si elle est employée comme chauffant en lieu et place de matière fissile dans une fusée nucléaire thermique, l'ISP ne sera que de 1 000 s environ.

Si elle est employée pure, alors son ISP maximale devrait être de l'ordre de 10 000 000 s.

Voir ici:
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist3.php#id--Antimatter--Beam_Core
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@Choros a écrit:Bonjour,

tout dépend du type de moteur dans lequel est employée l'antimatière.

Si elle est employée comme chauffant en lieu et place de matière fissile dans une fusée nucléaire thermique, l'ISP ne sera que de 1 000 s environ.

Si elle est employée pure, alors son ISP maximale devrait être de l'ordre de 10 000 000 s.

Voir ici:
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist3.php#id--Antimatter--Beam_Core

Il s'agit bien entendu d'utiliser l'annihilation matière/antimatière.

En ce qui concerne l'impulsion spécifique à 60000 secondes la source utilisée est une conférence donnée dans le cadre de l'IAAA.  A quoi correspondent les 10 millions de secondes ?


Dernière édition par Pline le Sam 16 Oct 2021 - 12:42, édité 1 fois (Raison : typo)
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Pline

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@Pline a écrit:Il s'agit bien entendu d'utiliser l'annihilation matière/antimatière.

En ce qui concerne l'impulsion spécifique à 60000 secondes la source utilisée est une conférence donnée dans le cadre de l'IAAA.  A quoi correspondent les 10 millions de secondes ?

10 000 000 de secondes est la performance théorique maximale.
J'ai indiqué ma source à la fin de mon message.

De plus, c'est également précisé dans votre source, à la diapositive n°22.

La voici:
Propulsion spatiale à antimatière  Antima10

Les 10 000 000 s y sont aussi confirmées.

Pour les 60.000 s, il s'agit probablement d'une technologie ne faisant que partiellement appel à de l'antimatière. Difficile à savoir puisque cette présentation ne nomme pas cette technique.
Peut être un mode de propulsion qui emploie l'antimatière pour catalyser une réaction nucléaire (fission ou fusion).
Ce serait crédible, vu que l'illustration choisie dans l'image ci-dessus est celle du concept ICAN-II de l'université Penn State et qui utiliserait ce type de technologie.
Voir ici par exemple:
http://ffden-2.phys.uaf.edu/213.web.stuff/Scott%20Kircher/fissionfusion.html

Les 10 000 000 s de performance maximum seraient logiques aussi, car à la diapo 12 que vous indiquez, la fusion a une performance oscillant entre 10 000 et 100 000 s.
Or, il est évident qu'une réaction d'antimatière pure aurait des performances bien supérieures, son potentiel énergétique étant sans commune mesure.
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C'est le bon ordre de grandeur pour un moteur utilisant directement les particules d'annihilation proton-antiproton, soit 100000 km/s.
Une partie de l'énergie est perdue parce que la réaction p+pbar produit des pions neutres, non guidés par la tuyère magnétique, et qui se désintègrent en photons gamma, également inutilisables.
Les pions chargés se désintègrent en muons chargés, donc guidés, mais aussi en neutrinos, inutilisables et qui emportent une partie de l'énergie.
Mais même avec ces pertes, c'est une valeur d'impulsion gigantesque.
Si on veut utiliser cette valeur d'impulsion pour des calculs, il faut prendre la forme relativiste de la formule de Tsiolkovsi, plus compliquée que la forme classique.
On néglige évidemment quelques détails techniques (produire et stocker ces antiprotons, etc.).
lambda0
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Pourquoi les photons gamma ne sont pas utilisables ? En impactant la tuyère et via des ré-émissions dans des longueurs d'onde variées il n'y a pas moyen de récupérer une partie de la quantité de mouvement ?
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La tuyère est essentiellement immatérielle, c'est un champ magnétique qui collimate des particules chargées.
Et même si elle était matérielle et susceptible de réémettre des photons, il y a un autre problème : la réaction proton-antiproton produit des gammas très durs, à 200 MeV. A ce niveau, ça secoue bien les noyaux atomiques, et avec les puissances en jeu, je pense que n'importe quelle structure matérielle à proximité doit vite devenir hautement radioactive, et fragilisée.
Sinon, il y a bien la réaction electron-positon, qui produit deux gammas à 512 keV (et seulement ça) éventuellement gérables, ça ne bouscule pas trop les noyaux. C'est un autre type de moteur, mais qui parait peu efficace.
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