[France, Gama Space] Voile solaire Gama Alpha - 3.1.2023

[Fabien]

La startup française Gama vient de lever des fonds (2 millions €) pour permettre le développement de sa voile solaire.
La technologie de déploiement de Gama est basée sur l'utilisation de la force centrifuge, ce qui permettrait d'éviter le recours à des flèches de déploiement. 
Cela permet d'avoir une surface de voile plus grande et de réduire les coûts.

Première mission Gama Alpha est prévue dès cet automne sur un vol SpaceX de covoiturage.
Orbite visée sera à 550 km.

Vision de la startup :

[Fabien]

Une vidéo explicative des projets de l'entreprise Gama Space :

[montmein69]

Dans leur projet : 2024 Première mission vers Venus

J'en connais un qui va suivre cela de près

Cela va être intéressant de suivre ce qu'emportera la CU.

[Fabien]

Je trouve le projet très ambitieux. Si cette nouvelle technique de déploiement est un succès en octobre, Gama Space pourrait devenir leader mondial de cette propulsion. L'état d'esprit rappelle modestement celle de SpaceX : la motivation commune des salariés est d'atteindre l'espace lointain, de franchir un cap...à moindre coup. Espérons que nos agences leur fassent confiance pour des missions planétaires.

[montmein69]

. Espérons que nos agences leur fassent confiance pour des missions planétaires.

Il faudra avoir une idée de la durée du voyage dans le cas d'accès à une planète. Cela peut être un moins (du point de vue des scientifiques en attente de données) si cela dépasse notablement ce que peut assurer une propulsion "traditionnelle".

Question : l'efficacité de la voile est-elle identique si on se dirige vers les planètes internes du système solaire ?

[Fabien]

Jordan Curleux, ingénieur chez GamaSpace est venu, dans l'émission de Corentin Buti, parler des objectifs de la société et des 3 premières missions :

[Fabien]

Voile de test chez Gama :

[Giwa]

Je trouve le projet très ambitieux. Si cette nouvelle technique de déploiement est un succès en octobre, Gama Space pourrait devenir leader mondial de cette propulsion. L'état d'esprit rappelle modestement celle de SpaceX : la motivation commune des salariés est d'atteindre l'espace lointain, de franchir un cap...à moindre coup. Espérons que nos agences leur fassent confiance pour des missions planétaires.

Cette méthode de déploiement par la force centrifuge fut celle utilisée par Ikaros qui ,d’ailleurs , croisa aussi l’orbite de Vénus . Enfin je serai très content que ce projet aboutisse car ce mode de propulsion mérite d’être repris et perfectionné .
Bon disons aussi que j’en fus un fan du temps d’IKAROs qui est maintenant perdu dans l’Espace…Nostalgie ! 

[Astro-notes]

Ben alors Giwa, c'est fini ce coup de blues ?  

[Giwa]

Ben alors Giwa, c'est fini ce coup de blues ?  

Rassure -toi ! C'était passager ! Et puis on va bien retourner sur la Lune avant les calendes grecques !

[Fabien]

Les voiles de Gama sont nettement plus ambitieuses que celle de la mission IKAROS. C'est tellement léger qu'ils ont un mal fou à la manipuler d'ailleurs.
On va suivre cette première mission avec grand intérêt ! L'anecdote amusante : ils vont lancer une première voile un peu déchirée :)

[Fabien]

Lancement de la mission Gama Alpha le 3 janvier 2023 sur Falcon 9 (Transporter 6).

[Wakka]

Titre modifié. Le sujet servira de aussi de suivi de mission.

[Wakka]

Titre modifié. Le sujet servira aussi de suivi de mission.

Compte Twitter :
Gama
@gamaspace

Site internet :
https://www.gamaspace.com/

[bean_kenobi]

Il serait peut-être judicieux de supprimer le mot "mission" du titre de ce fil. Personnellement, j'ai d'abord cru que c'était le nom d'une nouvelle mission habitée avant de lire son contenu (les lettres grecques ou noms d'étoiles sont à la mode les concernant, n'est-ce pas Thomas P. ?) alors qu'il s'agit "juste" d'un satellite parmi d'autres .

[mod]Oui, tu n'as pas tort.
Titre modifié. Wakka[/mod]

[fredB]

En attendant les vraies images du déploiement de la voile prévue pour le printemps, voici la cinématique prévue en images de synthèse :

[taolanglais]

Bonjour,
Question pour les pros de la navigation céleste :

Comment avec une telle voile solaire, peut-on aller vers Venus (donc vers l'intérieur du système solaire) alors qu'une voile solaire applique une force constamment orientée dans la direction opposée au soleil. Contrairement à la voile classique, on ne remonte pas au vent (stellaire) ni même ne bénéficie pas des effets de dérive du vaisseau !
L'hypothèse étant que le départ se fasse depuis une orbite terrestre circulaire, classique.

Est-ce grâce à la Lune, qui permet de dévier la trajectoire et l'énergie accumulée par la voile dans le sens rétrograde, de manière à faire chuter l'orbite du vaisseau ? Ou cela serait-il quand-même possible sans la présence d'un corps tiers comme la Lune?

[Astro-notes]

C'est vrai qu'il se pose là de vraies questions sur les voiles solaires et leur navigation. Je ne m'étais jamais posé une telle question. Je lirai les réponse des amis du FCS avec intérêt. 

[Choros]

Bonjour,
Question pour les pros de la navigation céleste :

Comment avec une telle voile solaire, peut-on aller vers Venus (donc vers l'intérieur du système solaire) alors qu'une voile solaire applique une force constamment orientée dans la direction opposée au soleil. Contrairement à la voile classique, on ne remonte pas au vent (stellaire) ni même ne bénéficie pas des effets de dérive du vaisseau !
L'hypothèse étant que le départ se fasse depuis une orbite terrestre circulaire, classique.

Est-ce grâce à la Lune, qui permet de dévier la trajectoire et l'énergie accumulée par la voile dans le sens rétrograde, de manière à faire chuter l'orbite du vaisseau ? Ou cela serait-il quand-même possible sans la présence d'un corps tiers comme la Lune?

En s'en servant non pas pour accélérer mais pour décélérer.
Ce qui abaisse le périgée de l'orbite.
En l'occurrence ici le périsol.
Le point le plus bas de l'orbite décrite par la voile solaire autour du Soleil se rapproche donc de notre étoile.
Jusqu'à ce que la trajectoire de l'orbite de la voile coupe celle de Vénus.

Peu importe où on veut aller dans le système solaire, il faut ajouter du delta-v pour y aller.
Ce que fait une voile solaire.

[phenix]

Bonjour,
Question pour les pros de la navigation céleste :

Comment avec une telle voile solaire, peut-on aller vers Venus (donc vers l'intérieur du système solaire) alors qu'une voile solaire applique une force constamment orientée dans la direction opposée au soleil. Contrairement à la voile classique, on ne remonte pas au vent (stellaire) ni même ne bénéficie pas des effets de dérive du vaisseau !
L'hypothèse étant que le départ se fasse depuis une orbite terrestre circulaire, classique.

Est-ce grâce à la Lune, qui permet de dévier la trajectoire et l'énergie accumulée par la voile dans le sens rétrograde, de manière à faire chuter l'orbite du vaisseau ? Ou cela serait-il quand-même possible sans la présence d'un corps tiers comme la Lune?

en fait la direction de la poussé n'est pas dans l'axe du vent solaire mais perpendiculaire a la surface de la voile.  c'est comme lorsque tu sort ta main par la fenêtre de la voiture (qui roule). si tu garde la main parfaitement plate et a l'horizontal le vent a peu de prise dessus et il a peu d'effet (dans le cas solaire, si tu mettais la voile parallèlement au vent solaire elle restera en orbite sans que le vent n'ai d'effet). Si tu met ta main verticalement, elle vas etre fortement freiner par le vent (dans le cas solaire, sa reviens a placé la voile phase au soleil, elle resterais sur une orbite légèrement plus haute que celle d'origine). Par contre si tu met ta mains a 45° vers le haut, elle sera poussé vers l'arrière mais aussi vers le haut. dans le cas solaire cela reviens a placé la voile la 45° du vent solaire vas donc "poussé" la voile vers l'exterieur rehaussant initialement son orbite, mais cela vas surtout augmenter ou diminuer (selon si on s'oriente a 45° vers l'avant ou l'arriere) la vitesse orbital se qui vas avoir pour effet d'augmenter ou diminuer peu a peu l'orbite. Se serais d'ailleurs un des moyen les plus efficace pour s'approché très près du soleil (a condition d'avoir une voile qui grille pas)

[Giwa]

On comprend aussi mieux le principe si vous avez fait de la navigation à voile: il est très possible de remonter le vent avec les allures au près grâce à l’appui sur l’eau de la dérive.
Sur un voilier le mouvement provient de la force résultante de la combinaison des forces sur la voile…mais aussi sur la dérive qui plonge dans l’eau.
 Mais pour la navigation solaire ,qu’est qui remplace l’eau : le champ de gravitation du Soleil ,,,et de dérive, la masse du voilier solaire ! En fait pour se rapprocher du Soleil,on déforme la trajectoire circulaire en elliptique pour avoir un périgée de plus en proche du Soleil et effectivement en se rapprochant de ce celui-ci l’efficacité de la voile augmente. On pourrait même jouer sur l’orientation de la voile pour  rendre son orbite de plus en plus elliptique par des passages successifs au près du Soleil et finir par propulser le voilier solaire sur une orbite hyperbolique et trans former notre voilier solaire en voilier stellaire 

[fredB]

Bonjour,
Question pour les pros de la navigation céleste :

Comment avec une telle voile solaire, peut-on aller vers Venus (donc vers l'intérieur du système solaire) alors qu'une voile solaire applique une force constamment orientée dans la direction opposée au soleil. Contrairement à la voile classique, on ne remonte pas au vent (stellaire) ni même ne bénéficie pas des effets de dérive du vaisseau !
L'hypothèse étant que le départ se fasse depuis une orbite terrestre circulaire, classique.

Est-ce grâce à la Lune, qui permet de dévier la trajectoire et l'énergie accumulée par la voile dans le sens rétrograde, de manière à faire chuter l'orbite du vaisseau ? Ou cela serait-il quand-même possible sans la présence d'un corps tiers comme la Lune?

Pour tester la navigation solaire, on pourrait essayer ce simulateur réalisé par Alain Perret de l'U3P :


https://u3p.net/simulateur/Terre-Lune.html
https://u3p.net/simulateur-voilier-solaire-v0_4k-aide/

[taolanglais]

Bonjour,
Question pour les pros de la navigation céleste :

Comment avec une telle voile solaire, peut-on aller vers Venus (donc vers l'intérieur du système solaire) alors qu'une voile solaire applique une force constamment orientée dans la direction opposée au soleil. Contrairement à la voile classique, on ne remonte pas au vent (stellaire) ni même ne bénéficie pas des effets de dérive du vaisseau !
L'hypothèse étant que le départ se fasse depuis une orbite terrestre circulaire, classique.

Est-ce grâce à la Lune, qui permet de dévier la trajectoire et l'énergie accumulée par la voile dans le sens rétrograde, de manière à faire chuter l'orbite du vaisseau ? Ou cela serait-il quand-même possible sans la présence d'un corps tiers comme la Lune?

en fait la direction de la poussé n'est pas dans l'axe du vent solaire mais perpendiculaire a la surface de la voile.  c'est comme lorsque tu sort ta main par la fenêtre de la voiture (qui roule). si tu garde la main parfaitement plate et a l'horizontal le vent a peu de prise dessus et il a peu d'effet (dans le cas solaire, si tu mettais la voile parallèlement au vent solaire elle restera en orbite sans que le vent n'ai d'effet). Si tu met ta main verticalement, elle vas etre fortement freiner par le vent (dans le cas solaire, sa reviens a placé la voile phase au soleil, elle resterais sur une orbite légèrement plus haute que celle d'origine). Par contre si tu met ta mains a 45° vers le haut, elle sera poussé vers l'arrière mais aussi vers le haut. dans le cas solaire cela reviens a placé la voile la 45° du vent solaire vas donc "poussé" la voile vers l'exterieur rehaussant initialement son orbite, mais cela vas surtout augmenter ou diminuer (selon si on s'oriente a 45° vers l'avant ou l'arriere) la vitesse orbital se qui vas avoir pour effet d'augmenter ou diminuer peu a peu l'orbite. Se serais d'ailleurs un des moyen les plus efficace pour s'approché très près du soleil (a condition d'avoir une voile qui grille pas)

Merci Phenix et Giwa pour vos éclairages ! 
Le point clef qui m'échappait est la masse du vaisseau, qui permet une d'avoir une "dérive" (de la plus mauvaise qualité en standards "bateaux"...) Sans ce paramètre, le vaisseau partirait dans le sens du vent solaire.

Mais impossible de remonter au vent comme en voile classique, de part la mauvaise performance de la dérive (ou quille) et aussi car la voile solaire n'a pas d'intra/extrados qui ajoute une force latérale sur une aile ou une voile classique. Donc si le vaisseau peut réduire son périgée en réduisant sa vitesse de rotation, c'est toujours au prix d'une accumulation de vitesse vis à vis du soleil et donc d'une augmentation de son apogée, ai-je juste ?

Ce n'est pas simple la régate spatiale ! 

[Giwa]

D’accord l’analogie avec la navigation maritime à voile n’est que partielle en particulier puisque c’est le même centre, le soleil qui est à la fois attractif par son champ de gravité et répulsif par son flux de particules, principalement de photons et évidemment on ne peut naviguer qu’avec l’orientation de la voile sur des portions d’ellipse dont on modifie la courbure selon le périhélie et l’apohélie à atteindre….mais d’un autre côté, on n’a pas de conditions changeantes comme en mer et tout peut être traité par l’informatique facilement .

[Giwa]

Si on reste dans le champ gravitationnel du Soleil ,on ne peut que rendre de plus en plus elliptique l’orbite avec un périhélie de plus en plus proche du Soleil, un moyen efficace d’augmenter la poussée photonique dans cette zone et d’élever de plus l’aphélie en réglant la voile perpendiculaire au flux photonique ( et transversalement dans la phase descendante ) Ainsi après plusieurs passages orbitaux, le volier solaire pourrait partir sur une trajectoire hyperbolique et s’échapper du système solaire. Bien après il faudrait qu’il soit capable de rester en état de fonctionnement jusqu’à une prochaine étoile pour reprendre sa navigation, Mais on est en plein rêve puisque cette navigation demanderait des milliers d’années, voir des millions.
Bon,restons dans le système solaire, que faire pour voyager et se mettre en orbite vers un planète interne comme Vènus. Intercepter sa trajectoire vers le périhélie en se plaçant devant en rentrant dans le champ gravitationnel de cette planète pour fréner le voilier. La navigation deviendrait plus complexe puisque les centres d’attraction et de répulsion ne seraient plus les mêmes, mais cela augmenterait les possibilités de trajectoires.