{"id":458,"date":"2015-01-28T12:58:21","date_gmt":"2015-01-28T11:58:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/?p=458"},"modified":"2015-05-27T13:37:10","modified_gmt":"2015-05-27T12:37:10","slug":"les-moteurs-hathor-et-la-propulsion-magneto-plasmique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/les-moteurs-hathor-et-la-propulsion-magneto-plasmique\/","title":{"rendered":"Les moteurs Hathor et la propulsion Magn\u00e9to-Plasmique"},"content":{"rendered":"
\"Vue<\/a>

Vue d’artiste d’un propulseur magn\u00e9to-plasmique
Cr\u00e9dit: Daniel Schumpert\/Jason Briney<\/p><\/div>\n

J’aimerais donner \u00e9galement \u00e0 ce blog, un r\u00f4le de compl\u00e9ment \u00ab\u00a0vivant\u00a0\u00bb et r\u00e9actif aux termes et technologies abord\u00e9es dans mon roman<\/a>.<\/p>\n

Si la plupart des notions pointues communes \u00e0 la \u00ab\u00a0Hard Science-Fiction<\/strong>\u00a0\u00bb (c’est \u00e0 dire la science-fiction r\u00e9aliste)<\/span> sont vulgaris\u00e9es et d\u00e9crites dans mon r\u00e9cit, certaines d\u2019entre-elles peuvent toutefois se r\u00e9v\u00e9ler obscures.<\/p>\n

N\u2019h\u00e9sitez pas \u00e0 m’en faire la demande par commentaires ou directement en utilisant la rubrique \u00ab\u00a0Contact\u00a0\u00bb<\/a>, c’est avec plaisir que je t\u00e2cherai d’apporter les informations qui vous semblent n\u00e9cessaires \u00e0 une bonne compr\u00e9hension de ces techniques.<\/p>\n

Hathor ? Qu’est-ce donc ?<\/h2>\n

Si vous avez lu mon roman<\/a>, vous avez certainement entendu parler des propulseurs spatiaux Hathor<\/strong>. Bien-sur ceux-ci n’existent pas dans la r\u00e9alit\u00e9 et sont le fruit de mon imagination. Toutefois, le principe sur lequel ils reposent existe quant \u00e0 lui bel et bien, et c’est ce principe (la propulsion magn\u00e9to-plasmique) que nous allons aborder dans cet article.<\/p>\n

<\/p>\n

Je ne rentrerai pas dans les d\u00e9tails concernant le moteur Hathor<\/strong> utilis\u00e9 dans mon roman<\/a> pour une raison tr\u00e8s simple, je ne tiens pas \u00e0 spoiler mes futurs lecteurs potentiels en divulguant une trop grande quantit\u00e9 d’informations. Ceci \u00e9tant dit, je peux me permettre de d\u00e9crire ici son mode de fonctionnement afin qu’il soit mieux compris par les curieux d\u00e9sireux de satisfaire leur soif de savoir.<\/p>\n

Le moteur VASIMR<\/h2>\n

L\u00e0 nous ne sommes plus dans un contexte de science-fiction, mais bel et bien dans la r\u00e9alit\u00e9. Voici plusieurs dizaines d’ann\u00e9es (1970 pour \u00eatre pr\u00e9cis), un astronaute du nom de Franklin Chang-Diaz<\/a> sp\u00e9cialiste en physique des plasmas \u00e0 eu cette id\u00e9e. Un moteur capable de fournir une pouss\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 un plasma ionis\u00e9, c’est \u00e0 dire charg\u00e9 \u00e9lectriquement.<\/p>\n

\"Essai<\/a>

Essai r\u00e9el d’un moteur VASIMR \u00e0 pleine puissance
Cr\u00e9dit: Ad Astra<\/p><\/div>\n

Ce propulseur r\u00e9volutionnaire est baptis\u00e9 VASIMR pour: VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket<\/em><\/p>\n

En fran\u00e7ais: propulsion magn\u00e9to-plasmique \u00e0 impulsion sp\u00e9cifique variable<\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Qu’est ce qu’un plasma ? Et pourquoi ce plasma est-il charg\u00e9 ?<\/h3>\n
\"Gaz<\/a>

Gaz sous forme de plasma dans le tore d’une centrale \u00e0 fusion nucl\u00e9aire.<\/p><\/div>\n

Un peu de physique, rassurez-vous on ne va pas plonger dans un obscur cours de physique th\u00e9orique mais juste survoler ce principe qui est essentiel \u00e0 la compr\u00e9hension de ce concept.<\/p>\n

Un plasma est un gaz port\u00e9 \u00e0 une temp\u00e9rature extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e (aux alentours de 2000\u00b0C). A cette temp\u00e9rature, les atomes qui constituent la mati\u00e8re sont tellement agit\u00e9s qu’ils se heurtent sans cesse, arrachant des \u00e9lectrons \u00e0 leurs voisins. Les atomes qui perdent ainsi des \u00e9lectrons deviennent alors des ions, et perdent donc leur neutralit\u00e9 \u00e9lectrique. Ils prennent une charge, et comme toutes particules charg\u00e9es, ils deviennent sensibles aux champs \u00e9lectriques et magn\u00e9tiques.<\/p>\n

Ce que vous voyez sur cette photo est un plasma port\u00e9 \u00e0 tr\u00e8s haute temp\u00e9rature. Alors comment peuvent bien r\u00e9sister les mat\u00e9riaux qui constituent les parois de ce tore ? Tout simplement parce qu’en aucun cas le plasma n’est en contact avec les parois, il est confin\u00e9 magn\u00e9tiquement. Le champ magn\u00e9tique repousse les ions vers le centre du tore, emp\u00eachant ces derniers d’\u00e9chauffer les parois du dispositif.<\/p>\n

Plier un plasma \u00e0 sa volont\u00e9.<\/h3>\n

Suivant ce principe, il devient alors facilement possible de pousser ou attirer ces ions en utilisant un champ magn\u00e9tique suffisamment puissant. C’est exactement ce qui fait la force du moteur VASIMR.<\/p>\n

\"Cr\u00e9dit:<\/a>

Cr\u00e9dit: NASA<\/p><\/div>\n

M\u00eame si le principe de fonctionnement des propulsions \u00e0 base de gaz ionis\u00e9 est largement abord\u00e9 et d\u00e9crit dans mon roman, rien n’\u00e9gale un sch\u00e9ma simple dans la compr\u00e9hension d’un concept aussi abstrait.<\/p>\n

Son fonctionnement est le suivant: Un gaz est inject\u00e9 dans le dispositif puis port\u00e9 \u00e0 une temp\u00e9rature tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e et ionis\u00e9 par par une antenne h\u00e9lico\u00efdale. Il est ensuite confin\u00e9 loin des parois gr\u00e2ce aux sol\u00e9no\u00efdes qui g\u00e9n\u00e8rent un champ magn\u00e9tique axial. Les ions sont chauff\u00e9s \u00e0 nouveau par une antenne ICRH (Ion Cyclotron Resonant Heating) qui va porter le gaz \u00e0 la temp\u00e9rature incroyable de pr\u00e8s de 10 millions de degr\u00e9s (!), et enfin les diriger vers la sortie en g\u00e9n\u00e9rant un champ \u00e9lectrique, acc\u00e9l\u00e9rant alors le tout.<\/p>\n

En appliquant le principe physique d’action – r\u00e9action, l\u2019\u00e9jection \u00e0 haute vitesse des ions par le moteur, va permettre de cr\u00e9er une pouss\u00e9e.<\/p>\n

Principe des actions r\u00e9ciproques (ou action – r\u00e9action):<\/h3>\n

Pour rappel, le principe d’action – r\u00e9action (qui n’est autre que la 3\u00e8me loi de Newton<\/a>) est la base de tout les syst\u00e8mes de propulsion spatiale. Il peut \u00eatre r\u00e9sum\u00e9 \u00e0 cette phrase:<\/p>\n

Tout corps A exer\u00e7ant une force sur un corps B subit une force d’intensit\u00e9 \u00e9gale, de m\u00eame direction mais de sens oppos\u00e9, exerc\u00e9e par le corps B.<\/strong><\/p>\n

Ce ph\u00e9nom\u00e8ne n’existe pas que dans l’espace, il s’applique au quotidien, dans notre vie de tout les jours. La diff\u00e9rence est principalement la pr\u00e9sence de gravit\u00e9 qui s’oppose \u00e0 cette force par les frottements occasionn\u00e9s entre nous et le sol. Mais il est clairement ressenti si l’on annule ce frottement en faisant l\u2019exp\u00e9rience sur une patinoire par exemple.<\/p>\n

\"Illustration<\/a>

Illustration de la 3\u00e8me loi de Newton, le principe des actions r\u00e9ciproques.<\/p><\/div>\n

Pour mieux comprendre, je vous propose un exemple bien connu et plus parlant dans notre contexte:<\/p>\n

Admettons qu’un astronaute, tenant dans sa main une cl\u00e9 anglaise, se trouve dans l’espace en un endroit o\u00f9 r\u00e8gne une gravit\u00e9 nulle. Il est immobile, flottant sans bouger, n’ayant aucune possibilit\u00e9 de se mettre en mouvement afin de rejoindre sa capsule qui ne se trouve \u00e0 quelques m\u00e8tres de lui. Que doit-il faire ?<\/em><\/p>\n

\"Cr\u00e9dit:<\/a>

Cr\u00e9dit: http:\/\/www.thetrc.org\/
Traduction: C.P. Rigel<\/p><\/div>\n

Sa vitesse est donc \u00e9gale \u00e0 z\u00e9ro. Il ne peut attendre que la force de gravit\u00e9 (n\u00e9gligeable) qu’exerce sa capsule sur son corps ne l’attire vers elle. Cela prendrait bien plus de temps que ne le lui permettrait sa r\u00e9serve d’oxyg\u00e8ne. Mais cet astronaute, de par sa formation, est parfaitement familier de la 3\u00e8me loi de Newton. Il prend donc la d\u00e9cision de laisser les lois de la physique le tirer de ce mauvais pas.<\/em><\/p>\n

En lan\u00e7ant sa cl\u00e9 dans la direction oppos\u00e9e \u00e0 sa capsule, ce dernier va utiliser ce principe afin de cr\u00e9er une pouss\u00e9e. La force qu’il imprime \u00e0 la cl\u00e9 est \u00e9galement imprim\u00e9e \u00e0 son propre corps mais dans le sens oppos\u00e9 (c’est \u00e0 dire vers sa capsule). N\u00e9anmoins, la masse de l’astronaute \u00e9tant sup\u00e9rieure \u00e0 la masse de la cl\u00e9 anglaise, ce dernier gagnera une vitesse inf\u00e9rieure \u00e0 celle qu’aura gagn\u00e9 la cl\u00e9 anglaise.<\/em><\/p>\n

La cl\u00e9 anglaise sera donc perdue, avan\u00e7ant \u00e0 vitesse constante vers les confins de l’univers. Mais l’astronaute aura acquis suffisamment de vitesse pour parcourir les quelques m\u00e8tres qui le s\u00e9paraient de sa capsule en un temps limit\u00e9. Il est sauv\u00e9 !<\/em><\/p>\n

Ces valeurs peuvent ais\u00e9ment \u00eatre calcul\u00e9es en appliquant la seconde loi de Newton<\/a> sur les mouvements:<\/p>\n

\"\sum<\/p>\n

(o\u00f9 \u00ab\u00a0F\u00a0\u00bb est la somme des forces ext\u00e9rieures, \u00ab\u00a0m\u00a0\u00bb la masse de l’objet, et \u00ab\u00a0a\u00a0\u00bb son acc\u00e9l\u00e9ration)<\/em><\/p>\n

En connaissant la force exerc\u00e9e par l’astronaute et sa masse, on peut donc en d\u00e9duire l’acc\u00e9l\u00e9ration qu’il subira en direction de sa capsule:<\/p>\n

\"\large<\/p>\n

Ces aspects de la physique Newtonienne sont \u00e9galement pr\u00e9sents et d\u00e9crits dans mon roman (bien sur de fa\u00e7on beaucoup plus succincte). Cet article peut constituer une bonne base pour le lecteur ne poss\u00e9dant pas ces connaissances.<\/p>\n

Le voyage interplan\u00e9taire \u00e0 notre port\u00e9e<\/h2>\n

Tout \u00e7a est bien joli mais qu’est-ce qui change par rapport un booster \u00e0 poudre traditionnel, tel qu’utilis\u00e9 sur nos fus\u00e9es ?<\/p>\n

La r\u00e9ponse est: La polyvalence !<\/strong><\/p>\n

A l’heure actuelle on distingue deux types de besoins pour la propulsion des engins spatiaux.<\/p>\n