Colonisation : Vénus plus attractive que Mars ?

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Je suis obligé de répèter ce que dit l'auteur ? Bon.

Que les sondes arrivées à bon port, qui ont rempli leur mission ( et donc célébrées à l'envie ) ne doivent pas faire oublier celles restées sur le carreau. Sur cette affaire ardue, la défunte URSS a, comme on disait aux débuts de l'aviation, "cassé beaucoup de bois". Et d'ailleurs, pour les plus anciennes, on était justement aux débuts de l'astronautique.

Par sa nature, Vénus suscite largement moins d'engouement que Mars, aisément observable. Vénus cache obstinément son sol, et se situe en dehors de l'imaginaire humain. Mais je ne désespère pas des progrès de l'astronautique, qui finiront par booster l'intérêt de notre voisine.

Ripley

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Pour ce qui est des résultats de Venus Express, ce sont des images radars donc décodables et utiles pour les scientifiques ..; mais pas très fun pour le grand public.
Il faudrait sans doute les "restyler" en 3D pour que cela soit visible par le plus grand nombre et suscite son intérêt (mais je crois que les américains ont déjà fait çà ???) et ce n'est pas trop le style de l'ESA de mettre du monde, du temps et des sous pour faire cela.

Pour les prochaines missions, s'il y en a de décidées :

- si elles sont pour le sol, elles devront battre le record russe de résistance (et c'est pas gagné question source d'énergie restant "en vie"). On a du mal à envisager un rover ... avec des caméras, des capteurs, des analyseurs survivant à ces conditions terribles .... donc même cette exploration robotique c'est un challenge hyper-difficile. Echéance minimale AMHA 10 / 15 ans.

- si c'est pour un système aérien (ballon ou autre) .... il faut aussi sacrément progresser pour que lors de la phase d'entrée dans cette atmosphère façon "enfer" on puisse larguer un engin viable et opérationnel. Et on en obtiendra des données scientifiques (pression, T , composition, vitesse des vents etc ... ) mais rien non plus de palpitant pour le grand public.... Echéance minimale AMHA 20 ans.

Pour se projeter dans la peau d'un explorateur vénusien :suspect: ... un bon bouquin de SF reste le meilleur moyen d'occuper les 50 ans à venir en se faisant plaisir 🤡
montmein69
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si elles sont pour le sol, elles devront battre le record russe de résistance (et c'est pas gagné question source d'énergie restant "en vie"). On a du mal à envisager un rover ... avec des caméras, des capteurs, des analyseurs survivant à ces conditions terribles .... donc même cette exploration robotique c'est un challenge hyper-difficile. Echéance minimale AMHA 10 / 15 ans.

Les russes prévoient d'envoyer une sonde sur Vénus d'ici 10 ans, du nom de Venera-D. Ce serait un atterisseu du même type que les sondes Vénéra envoyées lors de la guerre froide, mais qui serait capable de résister un mois ( :shock: ) à la surface de Vénus.

Liens à propos de Venera-D :
http://en.wikipedia.org/wiki/Venera-D

http://www.esa.int/esaMI/ESA_Permanent_Mission_in_Russia/SEM0LFW4QWD_0.html

Et il y a un sujet dédié sur le forum :

http://astronautique.actifforum.com/venus-f32/vers-une-mission-venera-d-russo-europeenne-t4163.htm

Sinon, il y a une évocation de cette mission dans :esanasa: n°21, page 48.
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@montmein69 a écrit:Des images radars donc décodables (...qu'il )faudrait sans doute... "restyler" en 3D pour que cela soit visible par le plus grand nombre et suscite (..)l' intérêt. Mais je crois que les américains ont déjà fait çà ???)

Absolument, sur la mission Magellan :

http://photojournal.jpl.nasa.gov/spacecraft/Magellan

Beau travail, qui ne vaudra jamais pour le grand public un vrai panorama en visible "pompé" par un atterrisseur. Sans parler d'un rover.

Ripley

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@DeepField a écrit:Les russes prévoient d'envoyer une sonde sur Vénus d'ici 10 ans, du nom de Venera-D. Ce serait un atterisseur du même type que les sondes Vénéra envoyées lors de la guerre froide, mais qui serait capable de résister un mois ( :shock: ) à la surface de Vénus.
Bonjour,
Un mois, c'est vraiment beaucoup sans faire appel à un système d'isolation thermique et de réfrigération ultra performant qui demanderait en plus une source d'énergie très importante qui ne pourrait être que nucléaire. Il me semble que c'est une heure et demi qui est envisagée, ce qui serait déjà une très grande performance.
Cordialement,
Giwa

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@giwa a écrit: Il me semble que c'est une heure et demi qui est envisagée, ce qui serait déjà une très grande performance.

Sur Wikipedia l'article dit :

a lander capable of withstanding the harsh Venusian environment for more than the 1½ hours logged by the Soviet-era probes

On a donc de la marge ... au-delà de 1 h 1/2 .... et plus si affinité 🤡

Je pense comme Argyre que cela ne durera tout de même pas très longtemps.
AMHA on peut isoler le lander au maximum avant que tout ne crame à l'intérieur :affraid: . Mais évacuer la chaleur (donc réfrigérer) ne me semble pas possible ... il n'y a pas de source froide ... à moins que .. creuser dans le sol ???
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Bonjour,
@montmein69 a écrit:
Je pense comme Argyre que cela ne durera tout de même pas très longtemps.
AMHA on peut isoler le lander au maximum avant que tout ne crame à l'intérieur :affraid: . Mais évacuer la chaleur (donc réfrigérer) ne me semble pas possible ... il n'y a pas de source froide ... à moins que .. creuser dans le sol ???

Techniquement, je pense qu'il est tout à fait possible de réfrigérer. Il suffit simplement d'une source d'énergie et d'un système fonctionnant comme un réfrigérateur. Le problème, c'est que les roches qu'on veut analyser sont à l'extérieur ...

Cordialement,
Argyre
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@Argyre a écrit:
Techniquement, je pense qu'il est tout à fait possible de réfrigérer. Il suffit simplement d'une source d'énergie et d'un système fonctionnant comme un réfrigérateur.

Avec le principe de Carnot ... on est coincé :evil:
Dans un frigo (ou système de climatisation) on "pompe" la chaleur dans l'enceinte ... pour l'évacuer vers l'extérieur (cycle de compression et de détente du fluide frigorigène) ... et là on a un extérieur très, très chaud ... je doute de l'efficacité.


Le problème, c'est que les roches qu'on veut analyser sont à l'extérieur ...


Donc même si on met au point un système de réfrigération innovant ... il va falloir ouvrir des portes pour des échantillons .... donc un système de sas perfectionné (la pelle de Phoenix ... et splash ... dans le trou ...çà ne le fera pas :megalol: ) . Ce serait donc un sacré challenge ... mais un passionnant défi pour l'intelligence humaine (il faut pour espérer le résoudre, y consacrer suffisamment de sous et des chercheurs en nombre suffisant)
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:hot: :hot: ça va etre sympa les vacances sur vénus ,enfermés dans un congélateur :lol!: pour l enfer vénusien mieux vaut se "limiter" a l'envoi de sondes. si l'humanité veut s'étendre autant visé mars ou plus loin dans le systéme solaire plutot que de visé vénus et se rapproché du soleil.(commençons déja a remettre le pied sur la lune).
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@montmein69 a écrit:
@Argyre a écrit:
Techniquement, je pense qu'il est tout à fait possible de réfrigérer. Il suffit simplement d'une source d'énergie et d'un système fonctionnant comme un réfrigérateur.

Avec le principe de Carnot ... on est coincé :evil:
Dans un frigo (ou système de climatisation) on "pompe" la chaleur dans l'enceinte ... pour l'évacuer vers l'extérieur (cycle de compression et de détente du fluide frigorigène) ... et là on a un extérieur très, très chaud ... je doute de l'efficacité.

Le principe de Carnot ne rend pas théoriquement la réfrigération impossible: il est toujours possible moyennant un apport de travail de transférer de la chaleur de la source froide à la source chaude. Mais sur le plan pratique comme cette source chaude est sur Vénus de l'ordre de 500 °C, c'est sûr que çà ne serait pas facile, c'est le moins que l'on puisse dire!
Par contre tenir une heure et demi ("more"...hum!) pourquoi pas!
Une enceinte d'isolation thermique style bouteille thermo (mais bien solide pour résister à la pression atmosphérique vénusienne) avec des ouvertures les plus étroites possibles pour les capteurs ou les systèmes de prélèvement pourrait faire l'affaire.

Giwa
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Même ci ce n'est pas très "glamour" (susceptible de passionner le grand public), je pense que l'étude de l'atmosphère vénusienne pourrait nous apprendre beaucoup, entre autre sur la nôtre, sa dynamique et son évolution.

Les contraintes d'environnement ne permettant pas d'envisager des mission de longue durée (échelle de grandeur mensuelle/annuelle) au niveau du sol, je pense que dans un premier temps au moins, les robots explorants Vénus devront être basés sur des ballons que favorise la forte pression atmosphérique. Cette solution a de plus l'avantage de parcourir la planète avec une dépense d'énergie faible (ce n'est pas le vent qui manque, ais-je cru comprendre). Même à moyen terme, on pourrait envisager des instruments largués/descendus depuis ces ballons-stations pour étudier les couches plus basses et moins hospitalières.

Reste comme le soulignait montmein69 la difficulté de la phase d'entrée, même si la densité de l'atmosphère permet de supposer un grand potentiel de freinage aérodynamique...
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A-t'on déjà fait des tentatives de larguer des ballons avec des nacelles scientifiques dans la haute atmosphère terrestre lors du retour d'une capsule (habitée ou non) ?
Il faudra sans doute commencer par là si on veut avoir une vision plus claire des difficultés de ce genre de mission.
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Petits calculs thermiques : comment prolonger la vie d'une sonde à la surface de Vénus.

Imaginons une sonde sphérique de rayon r=50 cm pour le corps principal (contenant la charge utile).

Elle est formée d'une coque épaisse, résistante aux condition de pression-température de la surface, et transparente aux infra rouge dans la bande 4 µm correspondant au pic de rayonnement à T=758 K (485°C). Puis d'une couche de vide, puis d'une couche aluminée avec un taux de reflexion à 4µm de l'ordre de R=95% (on sait le faire pour les téléscopes), puis enfin d'une chemise d'eau reliée à un réservoir de glace. Et la case aux instruments à l'intérieur de la sphère est sous vide.

La sonde est posée le plus rapidement possible au sol (pour avoir une durée de mission au sol maximale).

Puis on raisonne à l'équilibre : la sphère reçoit une puissance thermique Pr correspondant uniquement au rayonnement, car la couche de vide protège de la conduction-convection, soit :

Pr = 4pi r² sigma.T^4

avec : sigma la constante de Stefan = 4,67.10^-8

Pr = 48,4 kW

La puissance transmise Pt à la chemise d'eau est :

Pt = (1-R)Pr

Le reste (R.Pr) est renvoyé vers l'extérieur par la couche miroir.

Pt = 2,4 kW

Cette puissance est absorbée par l'eau qui joue le caloporteur et le transmet à un réservoir de glace qui fait tampon thermique. La chaleur latente de fusion puis vaporisation de l'eau est L=(333 + 2744)kJ/kg à 90 bar (pour la glace je n'ai pas trouvé le chiffre pour P=90 bar, mais c'est forcément un peu plus élevé).

1 kg d'eau permet donc de maintenir la température pendant L/Pt, soit environ 1300 s. Une mission de 1 h ne nécessiterait que moins de 3 kg de glace... Bien sûr, à cette pression, l'eau ne se vaporise qu'à 300°C, ce qui reste très sévère pour de l'électronique. Mais rien n'oblige à utiliser de l'eau comme tampon thermique (avec une chaleur latente sans doute moins élevé, mais même s'il faut 100 kg de tampon thermique, ça reste jouable sur le principe).

a+

Gilgamesh

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nonobstant les FILs sur Venus Express et Akatsuki avec la voile solaire Ikaros où des résultats sur l'atmosphère de Vénus y figurent,
Colonisation : Vénus plus attractive que Mars ? - Page 4 Venus_10

il y avait ces anciens projets (qu'en est-il de nos jours?)
http://www.lpi.usra.edu/vexag/Venus_Roadmap.pdf

http://www.esa.int/SPECIALS/ESA_Permanent_Mission_in_Russia/SEM0LFW4QWD_0.html

http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=35987

Colonisation : Vénus plus attractive que Mars ? - Page 4 Vep_ae10

pourrait-on y voir un jour des robots comme sur Mars, précurseur à une terraformation de Vénus?

NB: j'aime bien "les hommes descendent de Mars, les femmes de Vénus" :megalol: :megalol: :megalol:

un site qui "terraforme"
http://terraformers.ca/


tatiana13

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@Gilgamesh a écrit:Petits calculs thermiques : comment prolonger la vie d'une sonde à la surface de Vénus.

Imaginons une sonde sphérique de rayon r=50 cm pour le corps principal (contenant la charge utile).

Elle est formée d'une coque épaisse, résistante aux condition de pression-température de la surface, et transparente aux infra rouge dans la bande 4 µm correspondant au pic de rayonnement à T=758 K (485°C). Puis d'une couche de vide, puis d'une couche aluminée avec un taux de reflexion à 4µm de l'ordre de R=95% (on sait le faire pour les téléscopes), puis enfin d'une chemise d'eau reliée à un réservoir de glace. Et la case aux instruments à l'intérieur de la sphère est sous vide.

La sonde est posée le plus rapidement possible au sol (pour avoir une durée de mission au sol maximale).

Puis on raisonne à l'équilibre : la sphère reçoit une puissance thermique Pr correspondant uniquement au rayonnement, car la couche de vide protège de la conduction-convection, soit :

Pr = 4pi r² sigma.T^4

avec : sigma la constante de Stefan = 4,67.10^-8

Pr = 48,4 kW

La puissance transmise Pt à la chemise d'eau est :

Pt = (1-R)Pr

Le reste (R.Pr) est renvoyé vers l'extérieur par la couche miroir.

Pt = 2,4 kW

Cette puissance est absorbée par l'eau qui joue le caloporteur et le transmet à un réservoir de glace qui fait tampon thermique. La chaleur latente de fusion puis vaporisation de l'eau est L=(333 + 2744)kJ/kg à 90 bar (pour la glace je n'ai pas trouvé le chiffre pour P=90 bar, mais c'est forcément un peu plus élevé).

1 kg d'eau permet donc de maintenir la température pendant L/Pt, soit environ 1300 s. Une mission de 1 h ne nécessiterait que moins de 3 kg de glace... Bien sûr, à cette pression, l'eau ne se vaporise qu'à 300°C, ce qui reste très sévère pour de l'électronique. Mais rien n'oblige à utiliser de l'eau comme tampon thermique (avec une chaleur latente sans doute moins élevé, mais même s'il faut 100 kg de tampon thermique, ça reste jouable sur le principe).

a+

Je pense qu'à partir d'une certaine température et d'une certaine taille de sonde, il risque d'être vain de lutter contre le rayonnement, (T^4) et qu'il faudrait plutôt laisser l'extérieur monter en température et jouer sur la conduction si on a suffisamment de place pour mettre de l'isolant.
Si je reprends ton exemple (sonde de 50 cm) et que je trouve un isolant capable de résister à 500° (au moins les couches extérieures) avec un coefficient R de 0,05 sur 10 cm d'épaisseur, j'obtiens un flux de chaleur de l'ordre de 700W si la différence de température est de 450° entre l'intérieur et l'extérieur.
Je ne connais pas les caractéristiques des différents isolants, mais je pense qu'il est possible de faire un multicouche optimisé.


Laurent J

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Je ne sais pas quel serait l'intérêt d'une isolation qui telle que décrite me parait quasi totale et infranchissable ?
On a besoin de capteurs pour savoir ce qui se passe à l'extérieur .... et on a besoin de laisser entrer les données, puis de ré-émettre les données - traitées et stockées par l'instrumentation au coeur de l'engin - , vers l'extérieur car c'est bien le but lorsqu'on tente de se poser que de transmettre des données.

Dans ces conditions très dures ... cela est effectivement complexe.
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@Laurent J a écrit:
Je pense qu'à partir d'une certaine température et d'une certaine taille de sonde, il risque d'être vain de lutter contre le rayonnement, (T^4) et qu'il faudrait plutôt laisser l'extérieur monter en température et jouer sur la conduction si on a suffisamment de place pour mettre de l'isolant.
Si je reprends ton exemple (sonde de 50 cm) et que je trouve un isolant capable de résister à 500° (au moins les couches extérieures) avec un coefficient R de 0,05 sur 10 cm d'épaisseur, j'obtiens un flux de chaleur de l'ordre de 700W si la différence de température est de 450° entre l'intérieur et l'extérieur.
Je ne connais pas les caractéristiques des différents isolants, mais je pense qu'il est possible de faire un multicouche optimisé.


C'est vrai que c'est efficace comme ça aussi, mais il est possible de faire les deux, pour le coup, et d'avoir moins de contrainte sur la température de fonctionnement de l'isolant. En conditions normales, "terrestres" disons, un coef de conductivité de 0,05 ça n'a rien de rare (pour les maisons ça tourne autours de 0,04 W/(m.K) couramment) et si c'est sous vide c'est encore mieux. De plus les ponts thermiques structuels pour maintenir en place la case au instrument dans la sphère blindée sous vide peuvent être eux même des tampons isolants éventuellement de moindre qualités certes mais sur de petites surfaces de contact.

Donc en fait, ce que ça semble indiquer c'est que le principal problème ce sont les ponts thermiques crées par les capteurs des instruments comme signalé par montmein.

Pour les caméra ça ne pose pas de problèmes insurmontables avec une objectif sous vide. Pour la sonde de température non plus (on trouve des sonde Pt100 qui résistent à +500°C), il n'y a qu'un fil traversant donc le pont thermique est réduit. Pour la mesure de la pression et l'analyse chimique, il n'y a besoin que d'une seringue vers l'extérieurs, sans créer un gros pont thermique. On peut aussi mettre des instruments purement internes (accéléromètre, gravitomètre...). Pas mal de chose en définitives. Si on a un orbiteurs, on peut diminuer fortement la dépense énergétique de la transmission pour prolonger la mission. Avec tout ça, il me semble possible de tenir au moins 24h.

Le top ce serait un sismomètre, couplé avec une ou plusieurs sondes-kamikazes qui exploseraient à proximité pour sonder la sub-surface.

a+



Gilgamesh

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@Gilgamesh a écrit:Si on a un orbiteurs, on peut diminuer fortement la dépense énergétique de la transmission pour prolonger la mission.
Peut-on émettre avec une antenne interne ? Ne faut-il pas focaliser le faisceau d'émission ?

Avec tout ça, il me semble possible de tenir au moins 24h.

Compte tenu des "records" déjà existants avec des technologies datant de plusieurs décennies ... et du prix d'une telle mission, on visera probablement une semaine minimum.
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Dernière édition par tatiana13 le Mer 16 Mar 2011 - 11:00, édité 1 fois

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L'atmosphère est peut-être plus fine aux pôles, mais il n'y fait pas particulièrement plus froid.
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tatiana13

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En voyant les vidéos de Surt ici (https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t13546p500-comment-coloniser-mars-a-partir-de-ses-ressources#416887), J'ai eu un moment de doute pendant laquelle, j'ai hésité a étudier une version martien de Vesta (voir signature) heureusement, une des vidéo suggéré était un dossier de l'espace qui ma rendu la foi en Venus, je voulais la partager.
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Vidéo intéressante Super
Mais pourquoi envisager une terraformation ? Car il suffit de changer de point de vue : Vénus est une planète océan : cet océan n’étant pas aquatique,  mais atmosphérique.

D’ailleurs sur Terre, aurait on l’idée de vider nos océans pour terraformer les fonds marins à fin de les exploiter ? D’accord , l’idée serait plutôt loufoque...et nos phoques ont résolu le problème en quittant la terre pour l’océan en s’y adaptant.

Pour être un peu plus sérieux, on a déjà toutes les technologies nécessaires pour exploiter ces fonds vénusiens sous - atmosphériques à partir d’aérostats en s’inspirant en particulier des benthoscopes câblés 
qui ont précédé les bathyscaphes.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Benthoscope
 
On peut envisager sur le sol , des engins électromécaniques avec un cordon ombilical qui les relie à un aérostat vénusien qui les alimente en énergie électrique, en particulier pour les moteurs électriques et les commande.
Pour la vision, on en revient aux lentilles avec transmission des images par faisceau de fibres optiques.
Donc plus besoin d’ordinateur à bord de tels engins, les instructions étant transmises à partir de l’aérostat sous forme de signaux électriques.
Si pour des humains, une température de 500 ºC  n’est pas très confortable (un euphémisme) ...pour des robots à commandes électromécaniques, cela peut très bien convenir. Dans l’industrie, de nombreuses machines travaillent à des températures encore plus élevées.

Giwa
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Petite réflexion du jardinier que je suis, si vous voulez diminuer le taux de gaz carbonique faites pousser des plantes.
Et autre point, Giwa m'y a fait penser en comparant l'atmosphère à un océan un réservoir de fusée vide peut faire office de ballon, la poussée d'Archimède ça marche aussi dans les gaz! tout corps plongé dans un gaz reçoit une poussée égale au poids du gaz déplacé!

Anovel
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Toutefois il sera nécessaire d’adjoindre à ce réservoir de fusée un aérostat car la poussée d’  Archimède n’y est pas encore suffisante. Ce n’est que dans les basses couches atmosphériques que la masse volumique de l’atmosphère vénusienne y est suffisamment élevée (65 kg /m3)  sous une pression de 93 bars.
A 50 km d’altitude, la pression n’est que d’un bar et sa masse volumique de 1,7 kg/m3 ce qui permet toutefois à des enceintes d’aérostats remplis d’air de composition terrestre de flotter: densité /air terrestre =44/29 = 1,5.
L’intérieur de l’aérostat pourrait alors directement servir de lieu de Vie et de serre pour des plantes sans nacelle annexe.


Dernière édition par Giwa le Dim 25 Mar 2018 - 6:44, édité 7 fois

Giwa
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Effectivement un premier étage vide de Falcon ne soulèverait que 750kg de charge! idée idiote!

Anovel
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