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  • Propulseur de l’impossible : 10 choses à savoir

    Posté le 7 août 2014

    Questions-reponses

    L’article de Wired UK de la semaine dernière (La NASA valide un système de propulsion dont le fonctionnement est théoriquement impossible) a déclenché un flot de commentaires. D’un côté des questions bien compréhensibles de véritables sceptiques (personnes qui cherchent à connaitre la vérité, sans préjugés) et de l’autre un flot de critiques qui méprisaient très clairement les inventeurs du nouveau propulseur testé et validé par une équipe de la NASA car il semble ne pas respecter les lois de la physique.

    Ci-dessous, les 10 réponses de Wired UK aux questions les plus fréquemment abordées

    1 – Une force de poussée si faible n’est-elle pas probablement le fruit d’une erreur expérimentale ?

    L’équipement utilisé pouvait mesurer des forces de moins de 10 micronewtons et la poussée était plusieurs fois plus importante.

    Le banc d’essai a été soigneusement conçu pour enlever toute source possible d’erreur. Le seul clapoti des vagues du Golfe du Mexique à 40 km de là auraient pu apparaitre sur les capteurs, c’est pourquoi le dispositif a été mis en flotaison pneumatique pour éviter toute influence. Le dispositif a été complètement scellé, l’alimentation et les signaux passant à travers des contacts de métal liquide pour éviter toute transmission de force par l’intermédiaire des câbles.

    Une attention similaire a été portée à tout autre facteur pouvant influencer le résultat. Tout a été blindé contre des effets électromagnétiques. Il se peut évidemment qu’il y ait une faille quelque part mais les expérimentateurs de la NASA semblent avoir été les plus scrupuleux possibles.

    2 – Une poussée a également été mesurée sur le Null Drive, un propulseur modifié utilisé pour les tests. Est-ce que cela signifie que l’expérience a échoué

    Beaucoup de commentateurs se sont jetés sur ce point, supposant à tort qu’il s’agissait d’un propulseur de contrôle et qu’une poussée avait donc été mesurée lorsqu’il n’y avait aucun propulseur.

    En fait, le “Null Drive” était une version modifiée du Cannae Drive, un appareil en forme de soucoupe volante avec des fentes gravées sur une seule face. La théorie sous-jacente est que les fentes créent un déséquilibre des forces dans les micro-ondes en résonance. Le “Null Drive” ne comportait pas de telles fentes mais a tout de même produit une force de poussée lorsqu’on y a injecté des micro-ondes. Cela pourrait remettre en cause la théorie (cela n’est probablement pas une coincidence que l’inventeur de Cannae ait breveté une nouvelle version qui fonctionne différemment) mais pas les résultats.

    Le véritable test de contrôle “Null Test” s’est effectué lorsqu’une charge a été utilisée sans cavité de résonance. Et aucune poussée n’a été produite, comme prévu.

    “Finalement, une charge résistive de 50 Ohm RF a été utilisée à la place de l’article test pour vérifier qu’il n’y avait aucun effet systématique qui pourrait provoquer des déplacements apparents ou réels de la balance de torsion. La charge RF a été énergisée 2 fois sur une puissance de sortie d’amplificateur d’approximativement 28 W et aucun déplacement significatif des bras de la balance n’a été observé”.

    Egalement significatif, un inversement de l’orientation du propulseur inversait la poussée.

    3 – Ils n’ont pas effectué le test dans le vide donc comment pouvons-nous savoir si celà fonctionnerait dans l’Espace ?

    Alors que le résumé original de la publication stipule que les tests ont été effectués “dans une chambre à vide en acier inoxydable avec la porte fermée mais à pression atmosphérique ambiante”, le rapport complet décrit des tests dans lesquelles des pompes à vide Turbo ont été utilisées pour évacuer la pression de la chambre test pour arriver à une pression de 5 millionièmes de Torr qui équivaut à un 100 millionième d’une pression atmosphérique normale.

    4 – Pourquoi n’ont-ils pas testé le propulseur EmDrive (sur lequel se base le Cannae Drive) ?

    Il s’avère qu’ils l’ont fait, au mois de janvier de cette année.

    Les résultats étaient également positifs : la cavité conique dérivée du propulseur chinois (qui était une version déjà améliorée de l’EmDrive original) a produit 91 mN de poussée pour 17 W d’alimentation, à comparer aux 40 mN pour 28 W du propulseur Cannae.

    5 – Même si ça fonctionne, comment une poussée aussi faible peut-elle faire avancer un vaisseau spatial ?

    La poussée était faible à cause du dispositif à faible alimentation. Les chinois ont fait la démonstration d’un système utilisant des kilowatts plutôt que des watts d’alimentation pour produire une poussée de 720 mN. C’est suffisant pour soulever près de 56 g (“a couple of ounces”), le rendant compétitif avec les propulseurs spatiaux modernes (les propulseurs à ions ont une force de poussée allant jusqu’à 0,5 N / 50 g). La diffèrence est que ce propulseur ne requiert aucun agent propulseur (qui prend une partie assez conséquence de la masse de lancement et impose des limites sur la durée de fonctionnement des propulseurs).

    Le papier de la NASA stipule : “La poussée attendue pour alimenter les applications de vol initiales devrait être dans la fourchette de 0,4 N / kWe, ce qui est environ 7 fois plus que les propulseurs à effet Hall utilisés en orbite de nos jours”.

    6 – Comment cela va-t-il nous emmener sur Mars ?

    La faible mais constante poussée de l’EmDrive est idéale pour les missions spatiales, accélérant graduellement le vaisseau vers des vitesses plus élevées.

    Le papier de la NASA projette une mission habitée “prudente” vers Mars à partir de l’orbite terrestre avec un vaisseau de 90 tonnes propulsé par cette nouvelle technologie. En utilisant une alimentation nucléaire de 2 megawatts, il peut développer 800 N (82 kg) de poussée. L’ensemble de la mission prendrait 8 mois, incluant un séjour de 70 jours sur Mars.

    Il faut comparer cela aux plans de la NASA utilisant une technologie conventionnelle : il faudrait déjà 6 mois pour arriver sur Mars, cela nécessiterait la mise en orbite de plusieurs centaines de tonnes, et les astronautes devraient rester sur place pendant au moins 18 mois en attendant que les planètes s’alignent à nouveau pour le voyage retour. Le nouveau propulseur fournit suffisamment de force de poussée pour surmonter l’attraction gravitationnelle du Soleil à ces distances, ce qui rend les manoeuvres beaucoup plus faciles.

    Une plan beaucoup moins prudent envisage l’utilisation d’un propulseur avancé développant 10 fois plus de poussée pour la même puissance d’alimentation. Cela réduirait le temps de transit vers mars à 28 jours et pourrait permettre de voyager dans le système solaire à volonté : une véritable machine de rêve pour la NASA.

    7 – Que sont ces histoires d’hoverboards et de voitures volantes ?

    Une version supraconductrice de l’EmDrive pourrait, en principe, générer des milliers de fois plus de poussée. Et parce que cela ne requiert pas d’énergie pour maintenir les choses en place (tout comme une chaise ne requiert pas d’énergie pour vous maintenir au-dessus du sol), vous pourriez en théorie avoir un hoverboard qui ne requiert pas d’énergie pour flotter dans les airs.

    Vous aurez cependant à fournir la poussée latérale par vous-même. Mais, de toute manière, l’électronique supraconductrice est plutôt encombrante et coûteuse ce qui fait que ce super-EmDrive devra attendre encore quelques années.

    8 – Un seul résultat publié par un seul laboratoire est probablement une erreur, non ?

    Le travail de la NASA s’appuie sur de précédents résultats de Roger Shawyer en Grande-Bretagne et du Professeur Yang Juan de la Northwestern Polytechnical University à Xi’an ainsi que sur le travail de Guido Fetta avec son Cannae. C’est bien plus qu’une confirmation.

    9 – Pourquoi n’y a-t-il pas d’explication simple de la manière dont c’est supposé fonctionner sans “violer les lois de la physique” ?

    Différents groupes de recherche semblent avoir leurs propres théories : celle de Shawyer se base sur la relativité, celle des chinois est basée sur la loi de Maxwell, et la NASA parle maintenant de pousser contre les particules virtuelles du vide quantique et explique que c’est similaire à la manière dont les sous-marins interagissent avec l’eau qui les entoure. Le rapport de la NASA évite, sur ce point, et de manière délibérée, toute discussion théorique. Avec raison.

    Ces explications ont été contestées par des théoriciens et il pourrait être juste de dire qu’aucune explication de la manière dont un système fermé de micro-ondes en résonance pourrait produire une force de poussée. Il n’y a pas d’explication théorique acceptée de la manière dont peuvent fonctionner des supraconducteurs à haute température. Mais, parce que cet effet a été répliqué plusieurs fois, personne ne doute que ça se produit.

    Si les résultats concernant ce nouveau propulseur continuent d’être répliqués, il faudra élaborer une nouvelle théorie.

    10 – Qu’est-ce qu’on fait maintenant ?

    La prochaine étape sera plus de tests et de nouvelles validations.

    Le plan actuel consiste en des tests au IV&V (Independent Verification and Validation) du Glenn Research Center de la NASA avec l’utilisation de leur balance de torsion, similaire à celle utilisée pour ces derniers tests, suivi d’un autre test au Jet Propulsion Laboratory. Le laboratoire “Johns Hopkins University Applied Physics” pourrait aussi tester le propulseur en utilisant un appareil différent appelé balance de Cavendish.

    Après ça, le ciel est la limite. Ou pas.

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