Le space opera 2 : l'appel des étoiles

[GCM]

Tenez, pour ceux qui voudraient jouer dans le système solaire à la façon de The Expanse, j'ai fait une table des temps de trajet avec une accélération constante de 1g (accélération jusqu'à mi-parcours puis décélération).

C'est ici.

Wow, c'est très bon ça.
Mais quel est le lien entre le temps du voyage et l'accélération à 1g ?

[Arno]

L’accélération constante à 1g (et décélération équivalente en seconde moitié de voyage) permet de maintenir une gravité artificielle, et ce que permet de faire le moteur Epstein de The Expanse grâce à son rendement faramineux.
Après, la vitesse est l’intégrale de l’accélération, toussa...

[zanwot]

On en revient tjs au même problème: pour le J-Drive un Jump-2 suffit mais pour le M-drive? Thrust 1 ou 2?

Si ton MJ est un vicieux 2 pour éviter de se retrouver coincé sur une planète. Sinon 1 va très bien, de toute façon les pirates ont 3 ou 4 donc ca ne change rien vis à vis d'eux.
J'ai bon?

[zanwot]

L’accélération constante à 1g (et décélération équivalente en seconde moitié de voyage) permet de maintenir une gravité artificielle, et ce que permet de faire le moteur Epstein de The Expanse grâce à son rendement faramineux.
Après, la vitesse est l’intégrale de l’accélération, toussa...

A noter qu'il me semble que dans the Expanse (en tout cas livres et série) ils n'utilisent pas des accélération de 1g mais plutôt à une fraction de g pour les périodes longues (sinon les ceinturiens ils seraient mal), par contre leur vaisseaux peuvent pousser à plusieurs g sur des temps courts auquel cas ils utilisent le fluide (ou whatever le nom du truc qu'ils s'injectent pour mieux tenir).

[mithriel]

Le jus. (traduc littérale inside)

[Arno]

Exact, tous les deux

[Nolendur]

Mais quel est le lien entre le temps du voyage et l'accélération à 1g ?

Les autres ont déjà répondu, donc je me contente de compléter.

Si on dispose d'un système de propulsion capable de la fournir, l'accélération constante pendant tout le temps du voyage est une des méthodes les plus rapides pour franchir les distances spatiales (en accélération constante on atteint rapidement des vitesses phénoménales).

Comme il s'agit de maintenir l'accélération pendant tout le trajet, elle ne peut pas être trop élevée sinon les passagers vont morfler. Du coup, pour un terrien, la valeur confortable est celle avec laquelle il est habituée à vivre, soit 1g. En plus ça permet de fournir une gravité artificielle pendant tout le trajet (sauf pendant la phase de retournement).

Le temps de voyage dépend de la vitesse qui elle-même dépend de l'accélération.
Soit "a" l'accélération, "v" la vitesse, "d" la distance parcourue et "t" le temps de trajet.

La vitesse est la dérivée de l'accélération donc
v = at + v° ; et puisque le vaisseau part d'une vitesse nulle on a simplement v = at
En dérivant la vitesse on obtient
d = ½at² + d° ; et puisque le vaisseau part de la position de référence on a simplement d = ½at²

si on réorganise un peu les termes on obtient
t = racine-carrée(2d/a)

Seulement, ça c'est si on accélère pendant tout le trajet. Si on veut pouvoir s'arrêter à temps, il faut renverser l'accélération à mi-parcours. Donc au final le temps de trajet est :
t = 2 × racine-carrée(d/a) ; où "d" est la distance en m et "a" l'accélération en m/s²

EDIT: ah oui, j'ai oublié de préciser mais "t" est bien sûr en secondes.

[VXgas]

Je suppose que ce sont des distances en "ligne droite", sans assistance gravitationnelle ("fronde") ?
Ca ne tient pas compte du déplacement de la planète sur la période du voyage qu'on peut considérer comme négligeable je suppose ?
[EDIT] Ma question est stupide, car avec une assistance gravitationnelle, à part en utilisant la gravitation de la planète de départ, les calculs seraient différents à chaque fois avec la position des planètes.

Plus spécifiquement, un "slingshot" fait gagner au mieux une à deux fois la vitesse de la planète au vaisseau à chaque passage. Planète qui dans le cas de la terre met 1 an pour faire le tour du soleil donc dans les 4 mois pour parcourir une distance équivalente au diamètre de son orbite. Et le calcul dans le excel montre qu'avec 1G d’accélération on parcourt cette même distance du diamètre de l'orbite terrestre en 4 jours, donc la vitesse maximale atteinte au milieu du trajet n'a juste rien à voire...

C'est pour les trajectoires non accélérées (ou très peu) que cela fait une grosse différence, comme nos véhicules spatiaux d'aujourd'hui.

Oui et une histoire de quantité d'énergie (ou de carburant) consommé. La slingshot économise beaucoup, mais dans un univers ou on utiliserait un moteur à fusion/à antimatière ou autres, on se fiche un peu de la quantité quasi illimité.

[jafuli]

à propos des ceintures, la ceinture d'astéroïdes, elle est entre les planètes telluriennes et les joviennes (enter Mars et Jupiter, donc). Après les joviennes, il y a la ceinture de Kuiper, et beaucoup plus loin, le nuage de Oort.

La ceinture d'astéroïde est à mi-chemin, en quelque sorte ...

[GCM]

@Nolendur Si c'est la vitesse qui crée la gravitation dans notre vaisseau en train de voyager, de quel côté s'exerce la gravité ?

[Seigneur Ombre]

Dans le sens opposé au sens de déplacement.

EDIT - Dit autrement, pour que l'accélération soit utilisée "confortablement" comme source de gravité, il faut que le pont du vaisseau soit sur un plan parfaitement perpendiculaire au vecteur d'accélération (la tête pointant dans le sens du déplacement) et ceci en toute circonstance, y compris lors des changement de vecteurs. Si ce n'est pas le cas et si les changements sont trop prononcés, il faudra sangler tous les passagers.

[Cryoban]

Bon finalement j'en déduis que pour les petits vaisseaux et les déplacements courts, laisser tout le monde en apesanteur dans les vaisseaux c'est plus simple à gérer et il y'a moins de questions techniques. Espace vital réduit au strict minimum comme dans un sous-marin de Polaris ce qui permet aussi de mieux gérer l'ambiance gazeuse et en particulier la fourniture d'oxygène.
Pour les voyages longue distance dans de meilleurs conditions, des voyages par saut de vecteur en vecteur avec coupure de la gravité artificielle et retour sur les sièges/couchettes pour tout le monde entre chaque saut le temps de changer de vecteur.

[Nolendur]

@Nolendur Si c'est la vitesse qui crée la gravitation dans notre vaisseau en train de voyager, de quel côté s'exerce la gravité ?

Comme ça



EDIT: et c'est comme ça que sont conçus les vaisseaux de The Expanse, même si ce n'est pas forcément très visible dans la série.

[Seigneur Ombre]

@Cryoban
Je trouve que c'est une bonne solution assez pragmatique. Au demeurant, si on fait un parallèle avec les déplacements en avion, c'est siège et ceinture.

Pour les petits déplacements dans la cabine dans ces conditions, chaussures velcro et moquette.

Sur une autre note, l'accélération constante si elle est intéressante pose une autre question, la quantité de matière utilisée comme masse de réaction à trimbaler. C'est que ça tête mine de rien. Donc il faut prévoir des réservoirs conséquents...

[zanwot]

Je suppose que ce sont des distances en "ligne droite", sans assistance gravitationnelle ("fronde") ?
Ca ne tient pas compte du déplacement de la planète sur la période du voyage qu'on peut considérer comme négligeable je suppose ?
[EDIT] Ma question est stupide, car avec une assistance gravitationnelle, à part en utilisant la gravitation de la planète de départ, les calculs seraient différents à chaque fois avec la position des planètes.

Plus spécifiquement, un "slingshot" fait gagner au mieux une à deux fois la vitesse de la planète au vaisseau à chaque passage. Planète qui dans le cas de la terre met 1 an pour faire le tour du soleil donc dans les 4 mois pour parcourir une distance équivalente au diamètre de son orbite. Et le calcul dans le excel montre qu'avec 1G d’accélération on parcourt cette même distance du diamètre de l'orbite terrestre en 4 jours, donc la vitesse maximale atteinte au milieu du trajet n'a juste rien à voire...

C'est pour les trajectoires non accélérées (ou très peu) que cela fait une grosse différence, comme nos véhicules spatiaux d'aujourd'hui.

Oui et une histoire de quantité d'énergie (ou de carburant) consommé. La slingshot économise beaucoup, mais dans un univers ou on utiliserait un moteur à fusion/à antimatière ou autres, on se fiche un peu de la quantité quasi illimité.

En fait le calcul est même simple de ce que fait économiser un slingshot (en ordre de grandeur, évidemment, tout dépend des trajectoires exactes): La terre a une vitesse orbitale de 30 km/s, donc avec une accélération de 1g = 10m/(s^2) gagner de l'ordre de la vitesse orbitale de la terre nécessite en gros 1 heure d’accélération constante à 1g, donc un slingshot fait économiser autant.

Donc si on a genre au total en réserve 20 heures de poussée 1g dans notre vaisseau le slingshot est pertinent (voire vital, on ne pourra de toute façon pas accélérer en continu entre deux planètes), mais si on a de quoi tenir genre 10 jours à 1g on s'en fiche probablement.

EDIT: Concrètement une fronde gravitationnelle (assistance gravitationnelle / "slingshot") serai fait autour d'une 3ème planète lors d'une trajectoire entre 2 planètes. Genre pour aller de la Terre à Jupiter on ferai un passage soit autour de Mars (si on a quand même quelque dizaines  d'heures de poussée à 1g), ou même autour de Mercure et/ou Venus et/ou Mars (si on n'a qu'une poignée d'heures de poussée à 1g en réserve ou moins et/ou si l'emplacement des planètes s'y prête au moment du voyage).