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sej

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Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,
Je suis un élève de 1ère S. Si vous suivez les informations dans le domaine du Réchauffement planétaire, vous devez etre au courant du projet de Roger Angel. Ce dernier propose d’envoyer des conteneurs de 1 tonnes, chargés de 800 000 écrans, qui seront ensuite propulsés dans l’espace.Un écran est de 60 cm le diamètre.
Alors , pour mon devoir de TPE, j'ai pour but de calculer le nombre d’écrans de 60 cm de diamètre permettant au flux solaire de diminuer.
Soit : Combien faudrait-il d’écrans de 60 cm de diamètre pour permettre au flux solaire de diminuer ?

Voici quelques données:
-Ce projet a pour but de diminuer le flux solaire d’environ 1,8%.
-D'après mes recherches Roger Angel propose d'envoyer 16 000 milliards d'écrans au total .Mais comment a-t-il trouvé ce nombre ?

Merci d'avance .

yoshi

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonsoir,

Sait-on de quel pourcentage un écran de 60 cm de diamètre diminue-t-il le flux solaire ?

En cherchant, je suis tombé là-dessus : http://step.ipgp.jussieu.fr/wiki/images … nierie.pdf
Peut-être qu'écrire à ce propos à l'université de Jussieu, au moins pour avoir les réponses à ce suket d'rxamen t'apporterait des éclaircissements...

@+

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Salut sej,

Si tu poses cette question, c'est que tu as déjà probablement calculé (bêtement comme moi) le rapport des surfaces :
n = 0,018.S/s
S = surface de la Terre (en maître couple) # 133.10^12 m²
s = surface d'un écran # 0,28 m²
et obtenu n # 8 500 10^9 écrans soit environ la moitié du nombre obtenu par Angel.
Ce raisonnement suppose que la lumière du Soleil est parallèle et donc que chaque écran fait un point d'ombre à la surface de la Terre. Or ce n'est pas le cas. Pour preuve, lors de la dernière éclipse solaire, l'ombre de la Lune sur la surface de la Terre avait un diamètre bien plus faible que celui de la Lune (je crois même que l'ombre portée était de surface nulle puisque la couronne solaire était toujours visible).
Nanti de c'lâââ... as-tu une idée de la correction à apporter à ce calcul ?
A+

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjours,

En effet les rayons du soleil ne sont pas parallèles.
Un shema vaudrait mieux qu'une longue explication, mais je n'ai toujours pas compris comment on fait.
Le principe est le même que pour une eclipse solaire. Pour expliquer très shematiquement: Soit 2 cercles (le soleil et la lune) et une droite (la surface de la terre). Les intersections de cette droite avec les tangentes communes aux deux cercles forment un segment (la zone d'ombre).
Pour le cas de l'écran, il suffit de remplacer le cercle de la lune par un segment.

Je continue mes recherches et mes calculs pour essayer de donner une précision numérique.

à plus

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bien vu tibo, c'est ce phénomène qui vient fausser nos calculs simplistes. Il faut maintenant raisonner dans l'espace et non plus dans le plan, tout en considérant que l'énergie émise par chaque point du Soleil se propage dans un cône avant d'atteindre la Terre. Déjà ça sniff les intégrales... mais je vais te donner un indice qui permet de simplifier le pb. : voir sur www la notion d'angle solide (si tu ne connais déjà).
A+

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

rebonjour sej,
Quand tu dis "propulsés dans l'espace", je suppose que l'écran devra rester en permanence entre la terre et le soleil, mais connais tu sa hauteur par rapport à la terre?

Quant à mes calculs, john, j'évite les intégrales (que je ne maîtrise pas du tout), en travaillant dans le plan.

Je suppose que l'écran est un disque, donc la zone d'ombre aussi.
En travaillant uniquement avec les diamêtres, on peut trouver celui de l'écran, et ainsi sa surface.

Cela me demande pas mal d'approximation au passage (notament de supposer que la surface de la Terre est plane, par exemple), qui me donnera surement un résultat faussé, je pense du même ordre de grandeur.

Dis-moi tout de suite si c'est complètement faux, que je ne me lance pas dans un calcul long et inutile.

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Re,
En réalité, les écrans ne font aucune ombre au sol. Bien que je n'aies pas encore fait le calcul, il me semble donc inutile de chercher à calculer la surface nécessaire par cette méthode. Tu vas trouver un résultat peu différent du calcul effectué en #3 avec lumière parallèle (mais je peux aussi me planter...).
Concernant l'altitude, il n'y a pas trop le choix, mais on peut toujours rêver. Les orbites Terrestres ne permettent pas de rester en permanence dans la direction du Soleil (sauf peut-être en plaçant une couronne d'écrans à # 36 000 km d'altitude tout autour de la Terre). Que tous se rassurent, ce sera invisible à l'oeil nu depuis le sol.
Pour "faire de l'ombre" et être stationnaire à la fois par rapport au Soleil et à la Terre, le parasol doit être positionné en L1, point de Lagrange situé à environ 1,5.10^6 km de la Terre. Le "seul problème" sera de maintenir les écrans à cette position L1.

A+

Nb : La piste des "angles solides" ne fait pas intervenir d'intégrales dans ce cas de figure.

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

bonsoir,

Je ne comprend pas... Comment veux-tu calculer le nombre d'écrans nécéssaires s'ils ne font pas d'ombre...
Il faut alors retourner à la question de yoshi qui est de savoir quel pourcentage chaque écran diminue-t-il le flux solaire ?

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Et voilà, tu as compris. Comme ils ne sont pas donnés, le problème est de calculer le flux solaire reçu par la Terre et le flux intercepté par un écran.
A+

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

"La nuit porte conseil", et j'ai réfléchi à l'hypothèse que l'écran ne ferai pas d'ombre.
J'ai pensé à une autre formulation du problème. Pour mon calcul, je voulais calculer la surface de l'écran pour que 1.8% de la surface terrestre ne soit plus touché par les rayons du soleil. (Comment j'ai fait pour penser ça...? C'est presque absurde...)

On peut traduire alors diminution de 1.8% du flux solaire par 1.8% des rayons solaires sont arrété. Mais là, ça compléxifie beaucoup trop le problème. Considèretons uniquement les rayons frapant la Terre ou également ceux qui traversent l'atmosphère? L'angle de pénétration change beaucoup de choses également...

Le problème devient insolvable pour un non spécialiste.

++

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,
Après quelque retour aux sources pour rafraîchir mes très ténues et lointaines connaissances en photométrie (loi de Lambert & Co.) j'arrive à peu près à la même conclusion que toi : Ce problème "simple à première vue" devient insoluble pour un non spé.
Je pensais calculer l'énergie reçue par la Terre puis l'énergie que doit intercepter l'écran pour remplir sa mission. Le problème c'est que l'écran placé à une certaine distance de la Terre intercepte aussi de l'énergie qui n'est pas destinée à la Terre. Comment faire la part des choses, il doit bien y avoir une astuce pour calculer ceci mais je ne vois pas pour l'instant. Souhaitons qu'un physicien passe par ici.
A+

Pas

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

De toutes façons, la méthode est idiote, puisque si l'on produit 10.000.000 miroirs par jours, il faudrait plusieurs dizaines d'années pour en avoir assez. Et en supposant que l'on arrive à les fabriquer dans un délai acceptable, j'ai des doutes sur notre capacité à envoyer au moins 1,6.10^12 objets dans l'espace en claquant des doigts. Et puis, ça ne concerne que l'installation, parce qu'avec toutes les cochonneries qui se baladent dans l'espace, et une surface de plus ou moins 5.10^6 km^2 (la taille de l'europe si mes sources sont a peu près potables) qui flotte autour de la terre, je me demande combien de miroirs il faudrait remplacer par jour sachant qu'en faisant un petit calcul il tombe en moyenne sur l'europe 20-30 météorites de plus d'un kg par jour. Or chaque miroir est sensé peser 1g (même remarque pour les sources), donc on peut imaginer le résultat.

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,

Là n'était pas pas la question. Ses méthodes dites "non conventionnelles" sont destinées à être appliquées en dernier recourt ssi les scientifiques estiment que la Terre est réelement en danger (pour moi elle l'est déja...). Donc il vaut mieux étudier toute les possibilités, même absurdes. De plus ce ne sont pour l'instant que des études théoriques. Il y a d'un coté la recherche fondamentale qui ne se préoccupe pas si la technologie actuelle peut l'appliquer, et de l'autre les avancées technologiques pour les appliquer.
J'ai plein d'exemple, mais j'ai pas le temps de les écrire ce matin.

++

john

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,
On s'éloigne un peu de l'objectif qui est de retrouver la valeur de la surface proposée par Angel.
Pour ajouter mon grain de sel, même sans être documenté, il y a beaucoup à dire sur ce projet et en particulier qu'il y a encore de beaux jours pour notre lanceur européen (il suffit de compter le nombre de lancements...).
Toutes les idées étant bonnes à prendre, laissons rêver les rêveurs et laissons aux matheux et physiciens le soin d'évaluer ces projets. Les mathématiques servent aussi de garde-fou.
A+

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonsoir,

Je suis désolé pour sej, mais je pense que nous avons fait tout notre possible pour essayer de lui répondre. Bien que sa question reste toujours sans réponse, à moins qu'un spécialiste passe par là, nous ne pouvons pas lui en dire plus.

J'ai tout de même achevé mon calcul en plaçant les écrans au point de Lagrange comme me l'a suggéré john, mais j'obtiens 48*10^13 écrans, soit 30 fois le résultat voulu... lol

Je vais continuer à réfléchir dessus mais n'y comptez pas trop...

++

tibo

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,

En fait, il faudrait définir la notion de flux solaire.
Est-ce l'energie du soleil reçu par la Terre? Le "nombre de rayons" qui touchent la Terre?...

sej

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonsoir,
merci à tous pour votre participation.

sej

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Re : Immense Parasol Spatial [Résolu]

Bonjour,

j'ai demandé de l'aide à ma prof, et ne voulant pas donner la réponse, elle m'a dit que je devais me servir de l'albédo.
Je ne sais pas du tout ce qu'est l'albédo. J'ai alors fait une recherche et voici ce que j'ai trouvé :
"L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. " (tiré de Wikipédia)

Merci d'avance à toute personne souhaitant m'aider.

Dernière modification par sej (09-02-2008 12:27:25)