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19.11.08 Un ascenseur spatial La NASA et la JAXA travaillent, chacune de leur côté, sur un concept d'ascenseur spatial nécessitant l'utilisation d'un câble extrêmement solide le long duquel monteront les charges utiles jusqu'à l'orbite visée. L'idée d'un ascenseur spatial a été popularisée par des auteurs de science-fiction, qui envisageaient l'utilisation d'un câble s'étirant depuis la surface de la Terre et fixé sur une orbite plus haut moins haute. Les charges utiles glisseraient alors simplement le long du câble vers une orbite, sans qu'un lanceur ne soit nécessaire.
L'idée est d'autant plus intéressante que des études ont montré la faisabilité et la viabilité économique d'un service de lancement commercial utilisant un câble pour lancer des charges utiles. Cependant, les technologies requises pour utiliser des robots capables de soulever des objets dans l'espace le long d'un câble sont loin d'être maitrisées.
Il semblerait que le Japon ai pris un peu d'avance sur les Etats-Unis dans la mise au point du câble qui devra être 150 fois plus résistant que l'acier et d'une très grande stabilité.
Les chercheurs pensent que la meilleure forme à utiliser pour le câble d'un ascenseur spatial serait une bande, d'environ un mètre de large et épaisse comme une feuille de papier.
Elle devrait supporter une tension d'au moins 62 gigapascals (GPa) soit environ 630 tonnes par centimètres carrés. C'est l'équivalent de l'effort lors d'un jeu de tir à la corde avec plus de 100.000 personnes de chaque côté. D'où l'utilisation de nanotubes de carbone, seule technologie qui théoriquement posséderait un ratio résistance/poids suffisant.
La NASA a identifié 2 sites de lancement répondant à 12 critères précis.
Ces sites ce situent dans les eaux internationales. Le premier à environ 500 kilomètre au large de Perth, en Australie et le second à plus de 3200 km au large d'Hawaii. [/justify]
Source:
http://www.flashespace.com/html/nov08/19_11_08.htm--------------------------------------------------------------
Posté par Michel le Mercredi 15 Novembre 2006 à 00:00:41
Ascenseur spatial: "premier étage, radiations mortelles !" [justify]L'ascenseur spatial pourrait un jour devenir un moyen bon marché d'envoyer du matériel, des équipements, et sans doute des personnes dans l'espace. Jusqu'ici, il a à peine quitté la planche à dessin, mais au final, des machines pourraient grimper le long d'un câble s'étirant jusqu'à 100 000 kilomètres de la surface de la Terre dans l'espace.Mais il existe un obstacle de taille:
des êtres humains ne pourraient pas survivre à la dose énorme de rayonnements ionisants qu'ils recevraient en traversant la ceinture de radiations de Van Allen qui entoure la Terre. Cette ceinture est constituée de deux anneaux concentriques de particules chargées, piégées par le champ magnétique terrestre.
Les ascenseurs spatiaux sont prévus pour être ancrés sur une plateforme océanique proche de l'équateur, avec leur autre extrémité reliée à un contrepoids dans l'espace.
A l'équateur, la partie la plus dangereuse de la ceinture de rayonnements s'étend depuis environ 1000 kilomètres jusqu'à 20 000 kilomètres d'altitude. Cette zone n'a pas posé de problèmes aux astronautes des missions Apollo parce que leurs fusées la traversaient très rapidement.
Mais pour un ascenseur spatial se déplaçant à la vitesse envisagée actuellement de 200 kilomètres par heure, les passagers pourraient devoir s'y attarder pendant quelques jours. Ils recevraient alors 200 fois plus de rayonnement que les astronautes des missions lunaires des années 60 et 70.Diverses méthodes sont envisageables pour contourner le problème, mais toutes ont leurs inconvénients.
Une option serait d'éloigner l'ascenseur de l'équateur. En le décalant vers le nord ou vers le les sud, la zone des radiations les plus intenses pourrait être évitée. Mais, si l'ascenseur était situé à une latitude de 45° nord, par exemple, le câble dévierait vers le sud, attiré vers l'équateur par la force centrifuge. Il se positionnerait presque horizontalement à travers l'atmosphère sur des milliers de kilomètres, et serait soumis à des tensions "météorologiques" qui pourraient l'affaiblir.
Une autre option serait de disposer une sorte de bouclier de protection le long du câble que l'ascenseur pourrait ramasser lorsqu'il est sur le point d'atteindre la ceinture. Mais un tel écran protecteur alourdirait l'ensemble de l'équipement, et perturberait le mouvement naturel du câble.
La production de champs magnétiques autour de l'élévateur pourrait protéger du rayonnement son module d'habitation pendant qu'il s'élève dans l'espace. Mais il pourrait être difficile de fournir suffisamment de puissance à l'élévateur pour produire d'un tel écran protecteur.
Finalement, les constructeurs pourraient simplement augmenter la masse globale de la "cabine" de l'ascenseur, ce qui nécessitera plus d'énergie pour la soulever dans l'espace. LiftPort Group, société basée dans l'état du Washington aux USA, qui envisage l'envoi de 20 personnes par trajet, devrait suivre cette stratégie avec une cabine de 100 tonnes, ce qui est sensiblement plus lourd que l'élévateur de 20 tonnes imaginé par Brad Edwards, l'auteur de la conception actuelle de l'ascenseur spatial.[/justify]
Source: New Scientist Space Illustration: Liftport -------------------------------------------------
Posté par Michel le Mercredi 24 Mai 2006 à 00:00:21
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L'ascenseur spatial: une descente aux enfers ? Sera-t-il réellement possible de fabriquer un câble à base de nanotubes de carbone capable de supporter un ascenseur spatial? Certainement pas demain, et peut-être même jamais, selon l'étude de Nicola Pugno de l'école d'enseignement technique de Turin, dont les calculs prouvent que des défauts, inévitables dans les nanotubes, rendent un tel câble insuffisamment résistant.L'idée d'un ascenseur spatial a été popularisée par la science-fiction,
où les auteurs envisagent un câble 100.000 kilomètres de long s'étirant depuis la surface de la Terre et fixé sur une orbite géosynchrone. Les charges utiles, ou les touristes, glisseraient alors simplement le long du câble vers une orbite basse, sans qu'une fusée ne soit nécessaire.
Lorsque l'on a découvert que les nanotubes de carbone possédaient un ratio résistance/poids incroyablement élevé, les chercheurs ont espéré que cette idée pouvait devenir une réalité. Cependant, selon Pugno,
les défauts existant dans les nanotubes à l'échelle atomique réduiraient la résistance d'un tel câble d'au moins 70%.Le ruban de l'espaceLes chercheurs pensent que la meilleure forme à utiliser pour le câble d'un ascenseur spatial serait une bande, d'environ un mètre de large et épaisse comme une feuille de papier. Elle devrait supporter une tension d'au moins 62 gigapascals (GPa) soit environ 630 tonnes par centimètres carrés. C'est l'équivalent de l'effort lors d'un jeu de tir à la corde avec plus de 100.000 personnes de chaque côté.
Les essais en laboratoire ont prouvé que les nanotubes peuvent supporter en moyenne environ 100 GPa, tension exceptionnelle due à leur structure cristalline. Mais l'absence d'un seul atome dans un nanotube peut réduire sa résistance de près de 30%. Et un matériau en bloc élaboré à partir de tels tubes est encore plus faible.
La plupart des fibres ainsi produites n'ont jusqu'ici qu'une résistance très inférieure à 1 GPa.Les mesures récentes effectuées sur des nanotubes de haute qualité montrent qu'il leur manque un atome de carbone tous les 10^12 liens ; cela représente environ un défaut tous les 4 microns. Des défauts sur deux atomes ou plus sont beaucoup plus rares, mais Pugno précise qu'à l'échelle de l'ascenseur spatial ils sont statistiquement très probables.
En utilisant un modèle mathématique de sa conception, et qui a été testé en prédisant la résistance de matériaux tels que le diamant nano-cristallin,
Pugno estime que les défauts sur le cable affaibliront sa résistance en dessous de 30 GPa. Il ajoute que même si des nanotubes parfaits pouvaient être élaborés, des dommages dus à des micrométéorites voire à une érosion par des atomes d'oxygène les affaibliraient. A la question: un ascenseur spatial peut-il être réalisé ? Pugno répond: "Avec la technologie disponible aujourd'hui... Jamais".
Pourtant, ne jamais dire jamais...
Cet avis marque un important contraste avec les déclarations faites par Bradley Edwards, dont l'étude de faisabilité d'un ascenseur spatial pour la NASA et un livre ont fait un porte-parole écouté pour le projet. Edwards, qui est président et fondateur de la société Carbon-Designs, écarte la polémique, et indique qu'avec un financement suffisant il se fait fort d'élaborer des câbles capables de respecter le critère des 62 GPa en trois ans. En point clé, il propose d'enrouler fermement de longs nanotubes les uns autour des autres, ce qui améliorerait les forces de frottement coopératives et rendrait la résistance des nanotubes pris individuellement moins cruciale.
Pugno riposte que les plus gros défauts affaiblissent de façon critique le câble, quel que soit sa forme. Et que les tentatives en laboratoire ne semblent pas jusqu'ici inspirer beaucoup d'optimisme. Ray Baughman, directeur de l'institut NanoTech à Dallas, avait publié un article dans Science l'an passé, à propos de câbles d'un mètre de longueur, enroulés d'une façon similaire à celle proposée par Edwards. Ceux-ci ne résistaient pas à une tension bien inférieure à 1 GPa.
Baughman indique que les résultats de Pugno ne l'étonnent pas. Il est connu depuis des décennies que les matériaux cristallins sont sensibles aux défauts, et qu'ils montrent un affaiblissement net de leur résistance avec l'augmentation de leur taille. Mais il ajoute qu'une solution sera peut-être un jour trouvée. "Je ne verrai sans doute pas l'ascenseur spatial", dit-il, "mais j'ai jamais aimé dire jamais".[/justify]
Source: Nature 
