Voiliers dans l'espace
Comme il l'a fait en mer, l'homme a cherché à naviguer dans l'espace. En fait, les scientifiques tentent de transformer cette idée en un projet faisable depuis le milieu des années 1970. La NASA, l'ESA et l'Agence spatiale russe ont mis en place des plans de développement technologique pour atteindre cet objectif. Cependant, la société privée The Planetary Society fera ses premiers pas ce mois-ci. Les résultats obtenus seront accessibles aux grandes agences spatiales dans leurs projets.
Les deux objectifs habituels des systèmes de transport sont la rapidité et la réduction de la consommation énergétique. Souvent, il n'y a aucune chance d'avoir les deux. En mer, par exemple, les plus rapides consomment beaucoup d'énergie. Le contraire est également vrai, dans le cas des voiliers. Elles sont lentes, mais conviennent à de longs voyages. Cette même idée peut être applicable pour voyager dans l'espace. Mais il a une différence importante, c'est un système qui atteint des vitesses élevées dans des voyages très longs.
Les voiliers spatiaux seront navigués avec des voiles ou des ailerons étendus de matériaux à haute réflectance. Calculer théoriquement l'objectif de la mission
savoir si tout est viable. Pour cela, la Planetary Society mettra en orbite le Cosmos 1 et tenteront de le propulser à travers la lumière du soleil.
La mission aura deux vols. Dans le premier, sur le vol d'une demi-heure de la mer de Barents à la péninsule de Kamchatka, sera démontré le mécanisme d'agrandissement et de rigidité des nageoires. Ce vol aura lieu fin avril et se fera en bateau à deux ailes. Sur le deuxième vol, à partir d'Octobre, l'objectif principal sera d'augmenter la vitesse orbitale par impulsion de la lumière du soleil. Pour ce test, l'emballage aura huit lames. Une fois huit heures ouvertes, il aura 30 mètres de diamètre et 600 mètres carrés de surface.
La situation politique de la Russie lors du lancement du Cosmos 1 a été très satisfaisante. À la suite de la guerre froide, de nombreuses roquettes se sont développées pour être des missiles. Ces fusées sont basées sur une technologie très avancée. Un accord a été signé avec les États-Unis pour la destruction de ces armes non utilisées dans des applications civiles et pacifiques. La mission des voiliers spatiaux est l'une de ces applications. La fusée Volna qui sera utilisée pour cette mission sera lancée à partir d'un sous-marin.
Les résultats de cette mission indiquent que des projets d'envoi de sondes pourraient être développés à des planètes éloignées ou à des étoiles voisines. Mais pour l'instant, le fait que ce moyen de transport rêvé devienne réalité a également généré une grande passion pour l'astronaute.
Physique du vol
Comme les voiliers sont alimentés par le vent, les photons émis par le soleil seront propulsés par le vaisseau spatial. Mais comment est-il possible ? Ce qu'il faut savoir, c'est que la poussée de navigation ne le donne pas le vent solaire. Cependant, les récipients auront la poussée des photons. Pour cela, les voiles ou ailettes sont de grands miroirs légers.
La navigation maritime est possible par deux facteurs. Le premier est vent, mais il ne suffit pas. Pour pouvoir contrôler le bateau, il est indispensable de contrôler l'eau de la mer. La même chose se produit dans l'espace. Les photons du soleil déjà mentionnés travailleront le vent. Parallèlement, l'orbite du navire permettra de contrôler le voyage.
Dans l'espace tous les objets se déplacent en orbites elliptiques. En orbites sans excentricité, circulaires, les objets se déplacent à vitesse constante. Comme l'excentricité augmente, l'orbite devient plus elliptique et la vitesse de l'objet dépend de la position. La navigation spatiale sera contrôlée en modifiant la vitesse orbitale. En diminuant la vitesse, le bateau se dirigera vers l'intérieur et, en augmentant, vers l'extérieur. De cette façon, l'orbite de l'emballage sera spirale.
Impulsion de photons
Les photons doivent entrer en collision avec les pales. Les photons n'ont pas de masse au repos, mais, comme dans l'effet photoélectrique, ils ont un moment cinétique à grande vitesse et peuvent pousser le récipient en cas de collision. La force obtenue dépend du nombre de photons attaquant l'aile. Plus la peau est grande, plus la force est obtenue. De plus, plus le soleil est proche, plus les photons sont capturés par mètre carré.
Cette force peut être calculée à partir de la puissance transmise par les photons à une surface. Par exemple, un récipient d'un kilogramme de plomb de 1.000 mètres carrés situé à la même distance de l'orbite de la terre aurait une accélération de 9,33 m/s2. Malgré la forte accélération, ce calcul ne correspond pas à une sonde réelle.
Cependant, il est désormais possible de concevoir des vaisseaux spatiaux de densité inférieure à 5 g/m2. L'accélération typique de ce type de dispositifs est de 1,5 mm/s2. Ce n'est pas un très grand nombre de voyages à courte distance, mais il est idéal pour aller à des planètes éloignées. Mars peut être plus rapide par des fusées conventionnelles, mais avec une consommation énergétique plus élevée. La voile offre deux avantages importants. D'une part, il aurait une approche contrôlée et, d'autre part, il transportera des charges beaucoup plus élevées.
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