Une sonde pour étudier le milieu interstellaire ?

Alors que les sondes Voyager s'approchent du milieu interstellaire, mais que leur autonomie décroit, une étude financée par la NASA a été réalisée afin d'étudier un concept de sonde dédiée à l'étude du milieu interstellaire.
Cette sonde, "Innovative Interstellar Explorer" ou IEE, aurait pour but d'atteindre la vitesse la plus élevée possible, en utilisant notamment une propulsion ionique et un survol de Jupiter, pour atteindre "rapidement" (tout est relatif) le milieu interstellaire.
Ainsi en 18 ans, à l'épuisement de son carburant, la sonde atteindrait une distance de 104 UA et une vitesse de 7,9 UA/an. Par comparaison lorsqu'elle cessera d'émettre, la sonde Voyager 1 atteindra 150 UA en 2020 soit 43 ans après son lancement. Pour comparer à nouveau, 43 ans après son lancement, la sonde IEE atteindra 300 UA.

Un des problèmes à résoudre sera entre autres l'alimentation électrique car la sonde sera assez gourmande lors de la phase de propulsion électrique.

Il ne faut pas trop tarder, prochaine bonne opportunité en 2014.

http://interstellarexplorer.jhuapl.edu

[Stargate ON]

Avec un ZPM (Zero Point Module) et le tour est joué ;)

[Stargate OFF]

Non plus sérieusement peut être un mixte de panneaux solaires haut rendement et un "RTG" nouvelle génération

Apolloman a écrit:panneaux solaires haut rendement

Pour l'instant les ingénieurs hésitent à utiliser le top du top des panneaux vers Jupiter, alors à 150 UA n'en parlons même pas... Un RTG me semble par contre effectivement une des seules alternatives possibles.

Space Opera a écrit:

Apolloman a écrit:panneaux solaires haut rendement

Pour l'instant les ingénieurs hésitent à utiliser le top du top des panneaux vers Jupiter, alors à 150 UA n'en parlons même pas... Un RTG me semble par contre effectivement une des seules alternatives possibles.

Euh... Pourquoi??

Space Opera a écrit:

Apolloman a écrit:panneaux solaires haut rendement

Pour l'instant les ingénieurs hésitent à utiliser le top du top des panneaux vers Jupiter, alors à 150 UA n'en parlons même pas... Un RTG me semble par contre effectivement une des seules alternatives possibles.

Oui. A cette distance, peu importe si la flamme de la bougie est convertie intégralement en électricité ou pas, de toute façon cela ne suffit pas.
Et il ne s'agit pas de protèger la forêt amzonienne non plus. A cette distance, le RTG n'a pas d'autre véritable alternative.

L'éternel problème de la propulsion avancée pour atteindre les Delta-V nécessaires...
Pour alimenter nos beaux moteurs ioniques ou VASIMR, on ne coupera pas à la violation du dogme qui nous interdit de briser le noyau des atomes dans l'espace... :wall:

Henri a écrit:L'éternel problème de la propulsion avancée pour atteindre les Delta-V nécessaires...
Pour alimenter nos beaux moteurs ioniques ou VASIMR, on ne coupera pas à la violation du dogme qui nous interdit de briser le noyau des atomes dans l'espace... :wall:

Et oui ...
D'ailleurs ils parlent de la mission TAU du JPL qui aurait dû atteindre 1000 UA en 50 ans !
http://interstellarexplorer.jhuapl.edu/mission/previous_approaches.html

Steph a écrit:

Henri a écrit:L'éternel problème de la propulsion avancée pour atteindre les Delta-V nécessaires...
Pour alimenter nos beaux moteurs ioniques ou VASIMR, on ne coupera pas à la violation du dogme qui nous interdit de briser le noyau des atomes dans l'espace... :wall:

Et oui ...
D'ailleurs ils parlent de la mission TAU du JPL qui aurait dû atteindre 1000 UA en 50 ans !
http://interstellarexplorer.jhuapl.edu/mission/previous_approaches.html

Oui enfin c'est encore utopique 40 tonne de xenon un reacteur nucleaire (est ce au moins réalisable :suspect: ???), c'est les verts qui ne vont pas être content ;)

L'étude du milieu interstellaire in situ est d'un intérêt scientifique primordial et peut déboucher sur des découvertes de premières ordres car les photons ne sont peut-être pas des messagers si universels que çà et il serait bon de voir de plus près où se dissimule cette matière noire et ces particules exotiques ...et aussi les molécules pré biotiques.
Mais pour çà ,seule, l'énergie nucléaire peut y porter ces sondes interstellaires en des temps raisonnables ...pas à l'échelle de l'Homme , mais de notre civilisation.
Que l'on ne soit pas d'accord pour faire des jouets nucléaires , on peut le comprendre même pour des écologistes modérés ( je dirais en ce qui me concerne pour des écologistes rationnels...mais çà , c'est mon point de vue qui n'engage que moi )...Mais dans le cas d'un tel objectif primordial pour l'Humanité d'une sonde interstellaire ...on doit pouvoir faire une exception...bien sûr en prenant toute les précautions (assemblage en orbite haute par exemple d'éléments apportés séparément

Apolloman a écrit:

Space Opera a écrit:

Apolloman a écrit:panneaux solaires haut rendement

Pour l'instant les ingénieurs hésitent à utiliser le top du top des panneaux vers Jupiter, alors à 150 UA n'en parlons même pas... Un RTG me semble par contre effectivement une des seules alternatives possibles.

Euh... Pourquoi??

Parce que même avec des panneaux de 20m et des efficacités quantiques de 80%, il y a même pas de quoi allumer une ampoule de bureau...

Rajoutons dans l'intérêt d'une telle mission l'étude de la relativité générale, avec entres autres l'effet Pioneer.
C'est typiquement une mission où il n'y aura aucune image, mais où un prix Nobel à la clé ne semble pas utopique...

L'ESA y pense aussi ! :eeks:

http://sci.esa.int/science-e/www/object/printfriendly.cfm?fobjectid=36022

Ripley a écrit:L'ESA y pense aussi ! :eeks:

http://sci.esa.int/science-e/www/object/printfriendly.cfm?fobjectid=36022

Le projet est intéressant car il met en évidence que l'utilisation de l'énergie solaire * n'est pas forcément condamnée pour les vols interstellaires si on prend son élan à proximité du Soleil avant de s'en éloigner . Bien sûr il faudra quant-même un système mixte avec un peu d’énergie nucléaire pour assurer la maintenance , les mesures et les retransmissions pendant le périple interstellaire. * Dans le cas de ce projet de voile solaire , c’est plutôt la quantité de mouvement des photons qui serait exploitée directement…mais derrière çà il y a toujours de l’énergie cinétique.
Une telle idée de se rapprocher du Soleil pour mieux s’en éloigner ensuite avait déjà été discutée sur un de nos sujets :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/physique-et-mecanique-spatiale-f19/orientation-de-la-poussee-des-moteurs-sur-orbite-t875.htm

L'utilisation d'une voile solaire a un avantage par rapport aux autres modes de propulsion exploitant l'énergie solaire comme par exemple des panneaux solaires avec un propulseur ionique : celui de supprimer toute consommation en éjectât puisque le ∆V est assuré par la réflexion des photons solaires. Par contre il y a le même inconvénient que celui de la navigation à voile par rapport à celle à moteur: il faut savoir louvoyer et être patient.
En effet pour rendre très elliptique l'orbite de la future sonde interstellaire avec un périhélie le plus proche possible du Soleil pour augmenter l'efficacité du réflecteur photonique lors de la phase propulsive à proximité du Soleil, il me semble que la seule solution pour "plonger" vers le Soleil (à moins qu'il y est une autre astuce pour déformer l'orbite et la rendre de plus en plus excentrique ) serait de disposer la voile de travers au départ de l’orbite terrestre …mais en opposition au mouvement de manière à créer une composante rétrograde de la poussée. On pourrait d’ailleurs rendre la composante rétrograde de plus en plus importante au fur et à mesure de la descente vers le Soleil. Tout çà serait un peu paradoxal : on commencerait par perdre de l’énergie mécanique pour pouvoir ensuite en gagner ( en effet au cours de cette chute vers le Soleil si on gagne en énergie cinétique, on en perdrait plus en énergie potentielle) . Une fois atteint la proximité du Soleil , la voile solaire serait positionnée de manière classique pour la marine à voile en ″vent de travers″, puis au fur et à mesure de l’éloignement ″ grand largue ″ puis ″ vent arrière ″ Puis l’aphélie atteint, on met la voile ″en drapeau ″ et on replonge vers le Soleil. A fur et à mesure des orbites successives l’aphélie s’éloignerait du Soleil jusqu’à obtenir une trajectoire hyperbolique…et telle une comète non périodique notre sonde filerait vers l’Espace interstellaire.

Le tout en 500ans, il faut le préciser...

Crubier a écrit:Le tout en 500ans, il faut le préciser...

The IHP mission profile requires the spacecraft to travel a distance of 200 AU from the Sun within 25 years

With solar sails the IHP can meet these requirements by means of a solar sail with a characteristic acceleration of 1.0 mms-2.

Cette étude dit qu’en 25 ans avec une voile solaire, il pourrait s’éloigner de 200 fois la distance de la Terre au Soleil avec une accélération de 1 mm / s2…donc 20 fois moins que 500 ans. C’est sûr qu’ils ont dû étudié bien mieux la trajectoire que la vague esquisse que j’en ai donné surtout que je n'ai aucune prétention dans le domaine de la mécanique céleste , ni en astrophysique, mais je suis un simple passionné de la conquête spatiale et je suis sur ce forum car il n'est pas dédié qu'aux grands spécialistes.

For further information about this study please contact the study manager;
Aleksander Lyngvi
Science Mission Section (SCI-AM)
Science Payload & Advanced Concepts Office
European Space Agency, ESA-ESTEC
Postbus 299, NL-2200 AG Noordwijk, The Netherlands
tel: +31 71 565 6588
e-mail: alyngvi esa.int
Pour de plus amples informations, il suffit de s’adresser à Aleksander Lyngvi
Cordialement,
Giwa

giwa a écrit:With solar sails the IHP can meet these requirements by means of a solar sail with a characteristic acceleration of 1.0 mms-2.

Cette accélération est calculée comment ? C'est une moyenne ? :scratch:

Sachant qu'elle varie en 1/r², ça serait intéressant de savoir d'où sort cette valeur...

Space Opera a écrit:

giwa a écrit:With solar sails the IHP can meet these requirements by means of a solar sail with a characteristic acceleration of 1.0 mms-2.

Cette accélération est calculée comment ? C'est une moyenne ? :scratch:

Sachant qu'elle varie en 1/r², ça serait intéressant de savoir d'où sort cette valeur...

Je n'en sais pas plus que vous: j'ai lu ce texte comme vous sur le sujet proposé par Steph.
Au moins ce sujet a le mérite de nous faire débattre et de se poser des questions. :)

Bon c'est sur que 500 ans, j'en rajoute un peu, mais quand même leur étude me parait volontairement un peu optimiste.
Comme ils disent, il y a quelques "technological challenges" qui vont selon moi obliger à revoir les ambitions un peu à la baisse.
Mais c'est sur que le principe est viable, c'est juste les 25 ans avec une voile solaire qui m'impressionnent. :shock:

Il faut dire qu'avant d'optimiser la trajectoire à la navigation au soleil, il y aura bien des problèmes technologiques à résoudre: déploiement de la voile, maintien du cap (système gyroscopique?), sa tenue ,son pouvoir réflecteur, son vieillissement et sans doute plein d'autres choses :il y a encore de quoi plancher... :scratch:

Crubier a écrit:Bon c'est sur que 500 ans, j'en rajoute un peu, mais quand même leur étude me parait volontairement un peu optimiste.
Comme ils disent, il y a quelques "technological challenges" qui vont selon moi obliger à revoir les ambitions un peu à la baisse.
Mais c'est sur que le principe est viable, c'est juste les 25 ans avec une voile solaire qui m'impressionnent. :shock:

Bon, moi-même je ne prends tout çà pour argent comptant :)

Finalement un nouveau mérite de ce sujet: :cheers: j'ai franchi la barre des 1500 messages sans m'en rendre compte avant que notre voilier solaire atteigne les 200 UA...je me mets à faire du fétichisme avec les nombres, c'est vrai que nous les terriens nous avont dix doigts et la base décimale , elle est dans nos gênes. ;)

La NASA s'y colle :

http://magaxp1.msfc.nasa.gov/suess/Interstellar_Probe/ISP-MissionTech.html

L'Interstellar Cruiser a quand même plus de gueule que les voiles solaires. :hot: Mais on sera combien à voir la mission arriver à destination ? :(