[Sciences] On a volé sur Mars

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Tybalt (le retour)
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Tybalt (le retour) »

J'ai une question de physique naïve de type qui n'a plus fait de physique depuis le lycée.
Je suis sur la Terre, en gros au niveau de la mer. Je tiens à la main un ballon gonflé avec un gaz plus léger que l'air, du genre hélium.
Je le lâche.
Il monte.
À quelle hauteur s'arrêtera-t-il et pourquoi ?
(En supposant aimablement que l'enveloppe ne crève pas avant ni aucun incident de ce genre.)
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Cryoban
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Cryoban »

40 a 50 km d’altitude pour les meilleurs d’entre eux. Car après il y a des problèmes de portance et le ballon ne supporte plus son propre poids. En outre tu dois aussi tenir compte du volume de gaz que tu embarque initialement car il va s’expandre en montant et si le ballon est trop petit ca éclate ou ça fuit.
je t'épargne les problèmes thermiques lié aux températures cryogéniques de la troposphère etc.

Pour un petit ballon tenu à la main je pense qu'on ne doit guère dépasser les 10 à 20 km d'altitude
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Tybalt (le retour)
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Tybalt (le retour) »

Merci ! Mhm... Ça fait déjà bien trop haut, pour une tête de Mickey géante...
Du coup, si on veut construire une cité dans les nuages sur une plate-forme portée par des ballons, en supposant qu'on dispose de matériaux top du top, des enveloppes qui s'adaptent au volume du gaz et aux températures et tout, on pourrait aller jusqu'à quelle hauteur ? 50 km ? Encore plus haut ? Et pourquoi on ne pourrait pas monter jusqu'à la limite de l'atmosphère terrestre avec un bête ballon ? :neutral: (Je veux dire : qu'est-ce qui empêcherait ledit ballon de monter assez haut pour se retrouver en orbite ?)
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Deimoss
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Deimoss »

Un des gros soucis c'est d'arriver à obtenir une enveloppe qui soit suffisamment solide pour contenir le gaz et suffisamment légère pour ne pas plomber, au sens littéral du terme, le budget masse de l'appareil. Parce qu'à une certaine altitude, l'air sera si peu dense qu'il n'offrira plus de résistance à la capacité d'expansion du gaz contenu dans le ballon.
De plus La densité de l'air étant de moins en moins élevé le ballon, à volume d'air équivalent, le gaz contenu dans le ballon n'est plus aussi léger, il va donc s'élever de moins en moins bien/vite.

Mais c'est vraiment la résistance de l'enveloppe qui est le facteur limitant. En somme on a un mélange de poussée d'Archimède et de résistance des matériaux. Donc trouver un gaz suffisamment léger, on l'a c'est du dihydrogène, un matériau hyper léger fin et résistant permettant de résister à l'expansion du H2 sans éclater tout en permettant de supporter des charges conséquentes. Et ça, bah on l'a pas vraiment. Ca parle çà et là des structure en nanotube de carbone, mais vu le coût, pour faire un ballon capable de transporter une personne il faudrait une imprimante à billers, les chiffres passant étant de l'ordre de 100/200€ le GRAMME et en général un ballon sonde a une enveloppe pesant quelques kilos (autour des trois) portant une charge utile de moitié inférieure.
La mort, c'est quand t'as plus de pièces de rechange.
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Humphrey B
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Humphrey B »

L'article sur les ballons-sondes de Wikipedia me parait pas mal pour avoir des éléments sur cette question :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ballon-sonde
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Cryoban
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Cryoban »

Quand je bossais au CNES les ballons strato destinés aux missions scientifiques longue durée était fait avec une enveloppe de 12 microns d’épaisseur et la hauteur de celle-ci était supérieure a 300m pour pouvoir emporter quelques kilos de matériel. L’enveloppe était assez grande pour contenir la Tour Eiffel une fois arrivée à plénitude
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Qui Revient de Loin »

Boarf, vous auriez utilisé de l'éther, vous auriez pas eu ce genre de problème ;)
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Cryoban »

Qui Revient de Loin a écrit : ven. mai 19, 2023 11:18 am Boarf, vous auriez utilisé de l'éther, vous auriez pas eu ce genre de problème ;)

C'est pour ça qu'on a créé une nouvelle branche secrète afin d'explorer l'Etherium qui enveloppe notre planète :mrgreen:
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Qui Revient de Loin »

Et hop, détournement vers le fil paranormal accompli !
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Le Chacal »

Tybalt (le retour) a écrit : jeu. mai 18, 2023 11:52 pm Et pourquoi on ne pourrait pas monter jusqu'à la limite de l'atmosphère terrestre avec un bête ballon ? :neutral: (Je veux dire : qu'est-ce qui empêcherait ledit ballon de monter assez haut pour se retrouver en orbite ?)
Juste sur ce point, je veux clarifier les choses : être en orbite, ce n'est pas être haut. C'est aller vite. Être en orbite, c'est aller suffisamment vite pour que l'horizon courbe de la planète se dérobe aussi vite que l'on chute. Si tu arrivais à placer un objet au niveau de l'orbite lunaire, mais à vitesse nulle par rapport à la planète, il retomberait en quelques dizaines d'heure, finissant par atteindre une vitesse proche de celle de libération (plus de 10km/s) au moment de l'impact. A contrario, en théorie tu pourrais être en orbite à quelque mètres d'altitude autour d'un monde théorique plat et sans air.
"Séquestrée et nulle en géographie, elle finit par développer un syndrôme d'Helsinki"

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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Cryoban »

Le Chacal a écrit : ven. mai 19, 2023 6:43 pm A contrario, en théorie tu pourrais être en orbite à quelque mètres d'altitude autour d'un monde théorique plat et sans air.

Voila à quoi ça mène de passer autant d'heures sur Kerball...tes pauvres parents s'ils savaient. :lol: ;)
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Qui Revient de Loin »

Ça marche aussi en regardant Olive & Tom...
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Mugen »

Le Chacal a écrit : ven. mai 19, 2023 6:43 pm
Tybalt (le retour) a écrit : jeu. mai 18, 2023 11:52 pm Et pourquoi on ne pourrait pas monter jusqu'à la limite de l'atmosphère terrestre avec un bête ballon ? :neutral: (Je veux dire : qu'est-ce qui empêcherait ledit ballon de monter assez haut pour se retrouver en orbite ?)
Juste sur ce point, je veux clarifier les choses : être en orbite, ce n'est pas être haut. C'est aller vite. Être en orbite, c'est aller suffisamment vite pour que l'horizon courbe de la planète se dérobe aussi vite que l'on chute.

En termes moins poétiques, il faut que la "force centrifuge" que le mouvement circulaire confère à l'objet soit égale à l'attraction gravitationnelle, pour la contrer.
Sois satisfait des fruit, des fleurs et même des feuilles,
Si c'est dans ton jardin à toi que tu les cueilles.
Ne pas monter bien haut peut-être, mais tout seul.
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Tybalt (le retour)
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Tybalt (le retour) »

Merci beaucoup pour vos explications passionnantes et pour la patience des scientifs chevelus et des sans-tifs-iques envers mon ignoritude crasse dans ce domaine, laquelle a légèrement reculé grâce à vous :)

Je sais désormais pourquoi on s'obstine à vouloir lancer des fusées moyennant la combustion d'énormes quantités de carburant plutôt que d'y aller tranquillou avec des plus légers que l'air. Je suis tout de même un peu déçu, mais ça valait la peine de tenter le coup...
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Re: [Sciences] On a volé sur Mars

Message par Qui Revient de Loin »

Je sais pas trop ce que tu cherches, mais il y a l'ascenseur spatial dans les moyens théoriquement économiques (à exploiter, pas à construire...) d'aller en orbite/dans l'espace sans fusées.
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