Reprise du message précédent :

Possible mais assez cornélien : il faut placer une masse au bon endroit et à la bonne vitesse, sans savoir si elle sera utilisée. Une fois que l'Arche est lancé à grande vitesse elle ne peut rien "attraper au vol" il faut impérativement que la nourrice aille à la même vitesse. Et si c'est un ravitaillement à mi trajet, cela signifie la vitesse maximale. Soit une énergie de 10 TJ/kg   C'est extrêmement dispendieux (30 000 tonnes acheminés à cette vitesse représentent la dépense énergétique annuelle de la Terre 2012).

J'y ai pensé, ça se défend tout à fait mais là encore c'est une question de moyens et/ou de temps. Mais ça ne concernait pas le design spécifiquement vu qu'en toute hypothèse elles auraient un design très proche et qu'en outre, l'arche possède un habitacle évolutif : tout peut être régénéré : parois, plateformes, moyeu, corolle...

a+

En MP MatthiasKronecker    me fait passer un article sur les travaux d'une équipe de biologiste de Hong Kong sur la possibilité de stocker de l'information dans des cellules. Ici E. coli.  
 
1g d'E. coli  pourrait stocker pas loin de 1 To de données (contre  1-4GB/g pour un disque dur) avec des vecteur de données de 1 kb.
 
abstract:

 
 
La page web est en vrac mais le pdf de la "recette" est ici :
http://2010.igem.org/wiki/images/b [...] otocol.pdf

jvois bien le format a coup de moisissure

 
D'antibiotiques    
Et pour le coup l'infection virale d'un tel système prendrait tout son sens.

Pour les alarmes des écolos, c'est vrai que ce serait assez rigolo d'imaginer  que le gros des bouquins de la BnF ou de la bibliothèque du Congrès se trouve introduit dans le milieu naturel parce qu'un laborantin aurait oublié de bien se laver sous les ongles, puis se retrouvent par petits bouts de 1 ko, à des millions d'exemplaires tout autours du globe.

Google Books compte 130 millions de livres dans le monde (avec pas mal de redondance, par exemple l'édition brochée et poche d'un même ouvrage compte pour deux livres différents).

Si on compte 2 ko par page et 100 pages en moyenne par bouquin tout ça peut tenir dans 25 g de bactéries   .

Ca pourrait donner des dialogues assez caustiques...
"Bordel, je revins des chiottes, j'ai largué au moins 48 exemplaires de Guerre et Paix, moi...".

Désolé....

 
 
Je drapalise ...
 
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Y r welcome  

Imaginons que tu codes l'ensemble des données terrestres, un truc comme 1 Zo par bouts de 1 ko : cela représente 1e18 fragments (au sein de 1 kt de bactéries) éparpillés de partout qu'il faut adresser. Avec un système de codage à 4 nucléotides il faut ln(1e18)/ln(4)=30 nucléotides, pour adresser chaque fragment, soit 3% de la donnée, ça n'est pas très gourmand. Quand tu séquences la bactérie pour retrouver l'info, tu commences par ce bout d'adressage : si tu l'as déjà, tu abandonnes et ça permet de ne pas refaire dix fois le travail. Il y a d'autres moyens plus efficace comme d'utiliser un système d'antigène de surface qui permet de rechercher directement la séquence recherchée.
Bien sûr au bout du compte, il faut quand même retrouver et séquencer 1e18 bactéries, ce qui représente en soi un boulot hallucinant, mais au niveau stockage ça ne demandes aucun soin particulier et c'est donc une forme d'immortalité.

Par un curieuse ironie, les plus vieux supports d'écritures sont de loin les plus robustes, et ça va décroissant globalement : tablette d'argiles, papyrus, parchemin, papier, bande magnétique, disque laser. Avec un support bactérien, on peut remonter a pente et disséminer l'info, les systèmes vivants en assurant l'entretien avec un très grand degré de redondance.

Bon ben ya plus qu'a coder tout ça dans les spermatozoïdes comme ça quand on nique en plus de la faire jouir on l'instruit, et plus on baise plus on rend les femmes instruites, raison de plus de baiser    
On rejoindrait aussi la transmission orale du savoir dans les cultures anciennes.

(je n'ai pas encore lu toutes les contributions précédentes, loin s'en faut)
 
Aller aux étoiles ! oui ...
 
Tout est là ... autour de nous. Ce rêve inaccessible est maintenant possible et souhaitable ...
 
Il y faut des préalables indispensables et des lignes directrices claires ...
Succinctement:
Revitalisation de nos efforts de conquête spatiale ...
Installation pérenne en l'espace circumterrestre ...
Base(s) sur la lune ...
Colonisation des poches lagrangiennes, notamment entre nos deux planètes doubles: Terre Bleue et son "satellite" ...
Conquête de la planète Mars ...
Inventaire complet des objets de notre système ...
Structuration gravitationnelle (pour fronder avec une bonne vitesse d'impulsion vers l'espace extra-solaire)
 
Il n'y a, d'après ce que j'ai pu constater ou en déduire, aucune impossibilité technique ou technologique.
Tous les problèmes qui empêchaient une telle quête sont résolus à l'exception d'un facteur, et c'est le plus important: l'humain.
L'humain d'abord ! ... donc le féminisme.
 
Admettons que ...
 
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Oui ?  

Aucun(e) enfant(e) n'est encore né(e) dans l'espace ... nous n'en sommes qu'aux préliminaires des balbutiements !
La voie robotique est une impasse. Celles des utérus artificiels aussi. Etc.
Nous ne disposons que d'une seule voie ... naturelle.
 
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En quoi ce genre de réflexion est-il constructif ?
Quel est le rapport avec le sujet débattu ??
Je vous demande, moi, si vous buvez de l'alcool à brûler ???
 
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Well, well... Bon, si on met de côté ta façon pour le moins elliptique de t'exprimer, je suis d'accord sur le fond, so welcome on board   .

 
 
Constatons d'évidence que nous sommes déjà en une Arche, galactique ... et que les grands principes vitaux des cycles doivent être respectés.
 
Il s'agit d'une nouvelle frontière: nous sommes à l'aube de cet essor.
Notre Race (il n'y a qu'une Race ... l'Humaine) voit se profiler la très célèbre Jérusalem céleste.
Nous pouvons vivre dans l'espace extraterrestre infrasolaire et ce ne sont pas les volontaires qui manquent.
 
En ce qui concerne l'habitat il y a quelques grands principes qu'il est bon de connaître et tout d'abord le fait que nous sommes libres de la forme.
Dans l'espace il n'y a pas de contraintes dynamiques.
Je suis persuadé que la forme torique modulable est préférable car l'on peut à loisir les attacher/joindre/lier entre eux ...
Plusieurs tores peuvent s'assembler en un tore de génération + 1 ou aussi en des gigas-tubes.
 
Le paysage extraterrestre infrasolaire est valonné et une alternative se présente:
Une branche économique (la métaphore du voilier, de la glisse) et une branche pétaradante où l'on fonce (métaphore du hors-bord, du off shore)
 
Si nous voulons atteindre les étoiles il est préférable de maintenir une accélération standard (~1g) et une simple calculette donne un ordre de grandeur du trajet compatible avec l'actuelle durée de la vie humaine sur terre (pour les pays dits industrialisés).
Il serait même possible de faire l'aller et retour.
 
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   Alors, ouais, non en fait ça va pas le faire.  

Mais si ! ... c'est juste une question de bon sens.
 
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Le gars qui essaye de vendre un truc qu'il a même pas en stock  

Non, tu essayes de dire des trucs, mais comment dire

l'espace extraterrestre infrasolaire ----> infrasolaire wtf ? Tu veux parler de l'espace interplanétaire ? interstellaire ?

Le paysage extraterrestre infrasolaire est valonné ---> valonné wtf ? Tu veux dire qu'il y a de multiples stratégies pour y vivre et s'y déplacer ?

L'absence de contrainte dynamique ---> là je comprend, mais pour être rigoureux ça porte juste sur les contraintes aérodynamiques, parce qu'autrement on doit gérer l'effet de rotation de la structure, qui induit de forte tensions dans les parois et les forces de propulsions. Par ailleurs on a une grosse contrainte thermique : il faut pouvoir évacuer la chaleur tant de l'habitacle que de la partie propulsive. En outre, on veut minimiser la masse des parois : on est toujours à la recherche de surfaces minimales. En définitive, c'est une architecture très contrainte.

Maintenir une accélération de 1g  ---> ce qui permet d'atteindre une certaine vitesse c'est la proportion de masse carburant sur masse de structure et la vitesse d'éjection. Si tu dépenses ton carburant à haut débit, tu as une forte accélération, mais ça dure peu de temps. 1 g, ce qui représente une accélération énorme ce n'est possible que sur une durée brève, et cela nécessite une puissance motrice extrême => de plus gros moteurs, donc une plus grosse masse de structure. Juste pour te donner un ordre de grandeur, la puissance motrice de l'Arche représente 4 exaW (pls centaine de milliers de fois la puissance humaine 2012) divisée en 100 000 moteurs répartis sur une surface de 200 km² pour fournir une accélération de 1/5000e de g. Pour procurer 1 g il faut multiplier toutes ces quantités par 5000, ce que me semble légèrement excessif.

Ah, le style pouic. N'avoir rien à écrire donc le faire avec de jolis mots en espérant que le lecteur comprendra ce qu'il veut comprendre. La précision, c'est pour les autres  

Je maintiens infrasolaire qui est beaucoup plus précis que interplanétaire car il n'y a pas que des planètes dans notre système, loin de là ...
L'espace infrasolaire c'est tout le système solaire visible, à nos yeux et à nos instruments.
 
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Nous sommes sur Terre au fond d'un puits gravitationnel ... il faut s'en extraire (plusieurs méthodes) pour arriver dans l'espace extraterrestre (là où la gravité terrestre est quasi-négligeable ou en équilibre avec un autre corps, la Lune par exemple qui est un autre puits gravitationnel (g=0.16).
Entre les deux puits gravitationnels il y a comme une "montagne" séparant deux "vallées".
De part et d'autre il y a deux poches: les zones lagrangiennes ... des "plateaux".
C'est un exemple, que j'ai simplifié, du paysage valloné extraterrestre (autour de nous) et cela implique d'évidence de multiples stratégies pour y vivre et s'y déplacer, oui.
La bonne et les mauvaises.
 
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putain j'avais tout capté
 
mais t'es quand meme grave perché

Optimisation de la propulsion
 
La propulsion de l'arche nécessite de rassembler des masses gigatoniques de carburants. S'agissant de noyaux fusibles, le choix est contraint : Deutérium (D), Hélium 3 (He3), Bore 11 (B11). Dans tous les cas il s'agit de matériaux relativement rare : D/H ~ 1e-4, He3 est un élément trace (y compris dans le régolite lunaire) et n'existe en relative abondance que dans l'atmosphère des planètes géantes (He3/He4 ~1e-4), le Bore (dont 80% d'isotope 11) doit représenter quelque ppm dans la composition des petits corps.
 
L'idée initiale qui se présente spontanément est de minimiser la masse carburant. Toutefois, à la réflexion c'est l'énergie de propulsion qu'il faut optimiser : le carburant peut inclure un propulsif inerte (abondant) qui sera chauffé et éjecté avec le carburant énergétique (rare).
 
Dans le choix p-B11, on se base sur la réaction aneutronique :
 
p + B11 -> 3 He4 + 8,7 MeV
 
Une énergie de 8,7 MeV représente une vitesse d'éjection des noyaux alpha de l'ordre de 10 800 km/s, soit une impulsion spécifique de 1 million de secondes ! C'est tout à fait remarquable, toutefois, éjecter le carburant à cette vitesse ne constitue *pas* l'optimum énergétique. En effet, le contraste de vitesse élevé entre la masse éjectée (10 800 km/s) et la masse de structure (vitesse en fin d'accélération : 4500 km/s) fait qu'une proportion élevée de l'énergie cinétique passe dans le carburant. La masse de carburant exigée est minimale mais pas l'énergie que ça représente. or ici, l'énergie est fournie par le bore, qui est une denrée rare comme on l'a vu (et par le proton qui fusionne avec le noyau de bore, mais l'hydrogène est présent en abondance dans le système solaire, sous forme d'eau notamment).
 
On rappelle que la quantité de carburant Mc, éjecté à la vitesse u, nécessaire pour propulser une masse M une vitesse v puis pour revenir à vitesse nulle est :
 

 
L'énergie cinétique atteinte par la masse utile M est :
 

 
Et celle emportée par le carburant est :
 

 
Le ratio des deux, en faisant varier u/v, donne la courbe ci dessous, qui trouve un minimum en  
u/v = 1,255
 
Note : s'il s'agissait d'une propulsion simple, sans freinage, ce ratio serait moitié moindre, soit 0,6275.
 

 
Pour une arche, la vitesse choisie est :
 
v=4500 km/s  
 
La vitesse d'éjection optimale au plan énergétique est donc  
 
u = 5648 km/s
 
Ce qui est inférieur quasiment de moitié à la vitesse d'éjection maximale d'un carburant pB11 "pur". Cela se paye en masse supplémentaire.  
 
Pour une masse utile M = 20 Gt
 

 
au lieu de :
 

 
 
Quelle économie de bore cela représente ?
 
Si on utilise pB11 pur, la masse de carburant est donnée directement par l'équation de Tsiolkovski, soit de 25,7 Gt  
 
La masse d'un noyau de bore est :
M(B11) = 11,00931 uma (unité de masse atomique)
soit 91,6% (23,6 Gt)  
 
celle du proton est :
M(p) = 1,007 uma
soit 8,4% (2,1 Gt)
 
Pour calculer la masse nécessaire en optimisant l'énergie il faut partir de la densité énergétique massique [TEX]\epsilon[/TEX] du B11 :
 

 
soit (dans les bonnes unités SI) :
 
epsilon =7,6e13 J/kg
 
La masse de bore nécessaire est le ratio de l'énergie totale d'éjection sur la densité énergétique du B11 :
 

 
soit 16,5 Gt au lieu de 23,6 soit une économie de 7,1 Gt (- 30%). Ça représente une quantité économisée réellement substantielle. Trouver 16,5 Gt de B11, soit ~21 Gt de bore (l'isotope 11 représentant 80% du total) reste une gageure mais précisément pour cette raison, l'optimisation énergétique représente un pas dans la bonne direction.  
 
La masse d'hydrogène à mettre en regard est de 1,5 Gt.
 
par différence la masse de propulsif inerte est de 60,6 Gt  
 
Au total la masse carburant qui a plus que triplée ! Mais bien évidemment ici on va choisir en complément du carburant énergétique un propulsif inerte facile à se procurer en masse.  
 
Et pourquoi pas tout simplement... de l'eau ! Le bouclier carburant serait ainsi composé de deux espèces chimiques simples, stables, non toxiques et non cryogéniques (pour l'eau, il faut simplement s'assurer une température inférieur à -60°C pour éviter la sublimation, ce qui ne pose pas de problème loin du Soleil, dans le vide spatial interstellaire). On rajoute 1,5 Gt d'eau pour inclure la masse d'hydrogène qui sera extraite directement de l'eau.  
 
Certes, l'eau est moins optimal du strict point de vue de l'énergie propulsive. Sa dissociation consomme de l'énergie prise sur la propulsion et perdue (la molécule sera dissociée et expulsée sous forme de plasma H + O totalement ionisé et la recombinaison se fera dans le jet refroidit sans aucun profit). Il vaudrait mieux prendre de l'hydrogène de ce point de vue. Mais  l'eau représente une commodité sans pareil à stocker et  elle peut même représenter un auxiliaire technologique précieux au niveau moteur car sa dissociation permet d'absorber le flux thermique des pertes, qui représente un défi majeur vu les puissances mises en jeu.
 
A noter également que cette masse gigantesque à la prou, en dehors de jouer un rôle protecteur contre les impacts et le rayonnement cosmique, peut permettre de compenser utilement les pertes par évaporation de la structure.  
 
La masse de départ de l'Arche frise maintenant les 100 Gt (98,6 Gt) mais 83% de cette masse est composée d'eau répartie comme suit :
 
eau propulsive : 62,1 gt
eau de structure : 8,2 gt
dont eau océanique : 3,5 Gt
dont eau lumineuse : 1,9 Gt
dont eau constitutive : 2,8 Gt

En fait le bouclier n'a quasiment pas changé, j'ai quasiment rien à redessiner  

Il était conçu pour un carburant de deutérium initialement. La glace de deutérium a une densité de 200 kg/m3.

Avec de la glace d'eau de densité 900 (forme cristalline Ic a priori, à basse température et dans le vide), je passe d'une épaisseur de 470m à 500 m. Il faut rajouter le bore de densité 2340 kg/m3, soit encore  une couche de 15 à 20 m.

edit : au niveau des forces, la seule différence concerne un épaississement des câbles de prou, qui relient les masse carburant au mât avant. Pour une accélération de départ de 1,8 mm/s2, le bouclier "pèse" environ 15 Mt (ça correspond à la force qui tire sur les câbles).

===================================
Un truc que je note en passant que la réaction pB11 n'est pas strictement aneutronique, il est possible d'embarquer un peu de Bore 10 à l'arrière, qui est un des meilleurs absorbant neutronique connu (section efficace de 3837 barn), ce qui le transforme en Bore 11 : tout bénef !

ca donne ça. A l'oeil nu, on ne voit pas la différence. Mais le bouclier avant est beaucoup plus dense et sa masse a triplé.

Forme stockable du bore : il est très difficile chimiquement d'obtenir du bore pur. D'un autre côté, on est ici moins contraint puisque on embarque de la masse propulsive inerte. Le plus simple serait sans doute de stocker de l'acide borique B(OH)3.
 
Peu toxique (DL50 de 2 660 mg·kg-1)
 
Chimie : L'acide borique est soluble dans l’eau bouillante. Au-dessus de 170 °C il se déshydrate, formant l’acide métaborique HBO2. L'acide métaborique est un cristal cubique, blanc et légèrement soluble dans l'eau. Il fond à environ 236 °C et une fois chauffé au-dessus de 300 °C, il se déshydrate en formant l'acide tétraborique ou l’acide pyroborique, H2B4O7. Le terme d’acide borique peut se rapporter à l’un ou l’autre de ces composés. À une température plus élevée il se forme du trioxyde de bore.
 
Masse volumique : 1435 kg/m3

Même si j'en pipe que la moitié, j'adore ce genre de posts
Merci Gilga

Au niveau de l'optimisation de l'énergie c'est comme si tu avais un paquet de 1kg bille de 1 g et un gros tas d'une tonne de pavé de 1 kg dans un bateau. Pour propulser le bateau vers l'avant à la même vitesse, tu peux jeter les billes très fort vers l'arrière, ou balancer les pavés à faible vitesse derrière toi. En terme de masse embarquée, les solution des bille est préférable. Mais au final, tu t'épuiseras peut être moins  à balancer plus tranquillement une gros masse de pavé.

Fondamentalement c'est lié au fait que tu cherches en dernier ressort à acquérir une quantité de mouvement qui est :

p= mv

Les lois de conservation font que la quantité de mouvement du vaisseau et de son jet de gaz sont les mêmes : dans le référentiel vaisseau + gaz éjecté, le centre de masse est immobile. C'est la base de la propulsion.

Par contre l'énergie cinétique est :

E= mv²

(oublions le facteur 1/2)

La vitesse est au carrée et si tu balances des projectiles bien plus véloce que toi l'énergie du système va se trouver majoritairement dans le jet de gaz. L'optimum est atteint quand le jet de gaz est propulsé exactement à la vitesse du vaisseau u=v à tout instant. Mais pour des faibles vitesses ça représente des quantités de matière à éjecter invraisemblables (tendant vers l'infini quand u=v=0).

Il existe sans aucun doute une optimisation basée sur ce principe de vitesse d'éjection variable, meilleure que celle que je propose et j'aimerais bien la trouver ; mais j'ai rien trouvé de propre au niveau mathématique et les premiers essais empiriques m'ont conduit à des quantité bien débiles (genre une masse de départ multiplié par 1000)

 
Oui, dans les simulation j'en arrivais à ça : plein gaz au début (u max) puis on réduit la vitesse d'éjection tout en augmentant le débit massique pour tendre vers u=v
Toutefois en terme de ratio Ec/Em je n'ai pas réussi à descendre en dessous de ce que j'obtient avec u = cte = 1,255 v_max
 
pour la suite j'y ai déjà pensé mais un petit calcul s'impose...  
 
 

Bon, en définitive si la nourrice se déplace avec ses moteurs propres, ça revient au même.

Il faudrait la propulser à l'aide d'un laser ou d'un faisceau de particule posté. Mais si cette solution est valable, alors elle devrait l'être pour l'Arche également. Et donc autant les accélérer ensemble.

On en revient donc à la voile photonique.

Le problème est que dans ce cas :
1) l'Arche n'est pas autonome dans sa phase d'accélération
2) la production d'un faisceau implique 3 rendements successifs :
rendement fusion - électrique (max rendement de Carnot)
rendement électrique - faisceau laser ou particule (très faible actuellement)
rendement faisceau - propulsion (le faisceau se défocalise avec la distance)

Donc comme ça je n'y crois pas trop.

Pour être tout a fait exact, accélérer à part le carburant dans une telle configuration pourrait avoir un intérêt dans la mesure où les accélération atteintes pourraient être bcp plus élevées, par rapport à l'Arche (mais à noter que pour celle ci on peut sans gros changement de structure aller jusqu'à 2 cm/s), ce qui diminuerait les pertes par étalement du faisceau.

Au sujet des communications Terre-Arche, un article publié cette semaine dans Nature fait état d'un maser (laser à micro-ondes) à état solide qui fonctionne à température ambiante et ne nécessite pas de champ magnétique intense.  
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19281566
http://www.nature.com/nature/journ [...] 11339.html
Or les micro-ondes sont très peu absorbées par le milieu interstellaire, donc ce maser pourrait être utilisé soit comme un émetteur à faibles pertes à la place du laser de communication (mais le 1MW nécessaire n'est rien par rapport aux 150TW de puissance électrique disponible) soit comme détecteur radio ultra-sensible.

Merci pour l'info.

Il y a trois éléments à prendre en compte à mon sens :

1/ on recherche a priori à communiquer dans les courtes longueurs d'onde pour augmenter la bande passante.

2/ en phase d'accélération (ou brièvement de correction de trajectoire) l'arche projette derrière elle un faisceau de particules chargées, ce qui va générer une rayonnement synchrotron considérable. L'Arche a donc durant ces phases motrices un énorme luminosité radio. L'éclat de la corolle sera également particulièrement brillant en UV/X/gamma. D'où l'intérêt de longueur d'onde IR ou optique.

3/ La perspective offerte par l'effet de lentille gravitationnelle solaire diminue de beaucoup l'exigence de puissance émettrice. Mais elle implique là encore une longueur d'onde optique pour bénéficier du meilleur rapport signal/bruit (dans les vert).

Il reste plus que probable que l'Arche soit hyper équipée à toutes longueur d'onde quoi qu'il en soit mais de ce qu'on peut apercevoir en y réflechissant dès maintenant il me semble que le principal canal de communication devrait se produire sur des longueur d'ondes plus courtes, dans l'optique ou dans une domaine spectral proche.

a+

Merci pour l'explication, c'est plutôt logique en effet.
 
Pour ma part, cette forte luminosité radio aboutit à deux interrogations :  
- Quelle est la signature spectrale de l'Arche (gamma,UV,infrarouge,radio...) durant les différents phases du voyage ?  
- À quelle distance pourrait-on la détecter, que ce soit depuis la planète de destination ou sur une position hors de l'axe de la trajectoire ?
 
Je me doute qu'un objet multi-kilométrique crachant plusieurs exawatts de plasma à 200.000 K et se déplaçant à 4500 km/s est difficilement furtif... J'ai d'ailleurs trouvé dans ce message une formule empirique pour la détection infrarouge qui indique :

Pour la luminosité synchrotron (celle provenant des particules accélérées) il faut faire le calcul d'ordre de grandeur. J'ai un doc ici qui donne les bases :
http://asd.gsfc.nasa.gov/Volker.Be [...] ation2.pdf
 
Hors phase propulsive, l'Arche rayonne environ 200 GW thermique avec lambda max ~ 10 µm (~290 K)