Le space opera 2 : l'appel des étoiles

[Mugen]

Il y a aussi peut-être des problèmes pour les pasagers, liés à une rotation dans un référentiel à très haute vitesse, mais là mes cours de mécanique sont vraiment trop loin...

A partir du moment où on coupe le moteur principal (juste avant de faire la rotation donc), le vaisseau va certes toujours aussi vite mais il n'est plus accéléré. De ce fait, quelle que soit sa vitesse, il devient strictement équivalent à un vaisseau immobile. Il n'est pas plus difficile à faire pivoter (et ça n'induit pas plus d'effets exotiques) qu'un vaisseau immobile. En vertu du principe de relativité (le classique, pas besoin de recourir à Einstein), il est immobile (d'un certain point de vue dirait Ben).

Je pensais ici aux gens qui sont dans le vaisseau, pas au vaisseau lui-même, en fait.
Pour tout dire, j'avais dans un vague coin de ma tête l'effet Coriolis, parce que je sais que je ne me souviens plus de quoi il s'agit, mais ça n'a en effet rien à voir...

[Arno]

La base de ma réflexion, c'est que pour faire pivoter le vaisseau, il va falloir avoir des propulseurs secondaires sur les côtés du vaisseau, dont il faudra doser la poussée suffisamment vite et avec suffisamment de précision pour que le vaisseau se retrouve exactement dans l'axe qu'il avait à l'origine.

Faire pivoter l'habitacle n'est pas non plus sans risque de déviation, bien sûr. Mais la manœuvre peut être faite en un temps plus long, limitant les problèmes.

Des drones bon marché peuvent faire ça dans l'air et nos satellites le font régulièrement dans l'espace. Là on est dans le vide... aucun frottement. Même si le vaisseau fonce à 30000 km/h sur sa lancée, moteur éteint, une simple petite poussée opposée de part et d'autre le fait tourner sur son axe sans forcer. La même poussée dans le sens opposé le stoppera net. Quelques simples capteurs et un simple ordinateur font ça de façon très précise. Mais bon, j'avais pensé la même chose que toi au début. Mais c'est finalement plus compliqué et sans réelle intérêt et il faut toujours penser en terme de simplicité et de coût.

Pas de frottements, mais toujours une inertie, dépendant de la masse et de la géométrie de l'objet. Dans le cas qui nous intéresse -un solide en rotation sur lui-même- c'est le facteur principal, à l'image de la masse dans en mécanique du point.
Or un drone n'a définitivement ni la masse ni les dimensions d'un vaisseau spatial.

Il faudra aussi peut-être compenser un éventuel effet de toupie : un solide qui tourne sur lui-même a tendance à partir dans une direction perpendiculaire à l'axe de sa rotation.

Il y a aussi peut-être des problèmes pour les pasagers, liés à une rotation dans un référentiel à très haute vitesse, mais là mes cours de mécanique sont vraiment trop loin...

Pour ce qui est de maîtriser la poussée, c'est un problème d'asservissement qui n'est pas si simple non plus, mais on peut en effet supposer qu'un ordinateur pourra bien le gérer.

Faire pivoter l'habitat implique aussi des problèmes avec l'inertie, mais seulement une partie de celle du vaisseau, et d'autant plus réduite qu'à la fois la masse et les dimensions de l'habitacle seront plus petites que l'ensemble.

Au final, la solution la moins coûteuse serait de toutes façons sans doute de déplacer les moteurs vers l'avant, et de concevoir le mobilier pour qu'il s'adapte à la direction.

Mes cours sont loin, mais dans l’espace, sans gravité ni accélération, une masse n’a aucun poids, me semble-t-il ?

[VXgas]

Il y a aussi peut-être des problèmes pour les pasagers, liés à une rotation dans un référentiel à très haute vitesse, mais là mes cours de mécanique sont vraiment trop loin...

A partir du moment où on coupe le moteur principal (juste avant de faire la rotation donc), le vaisseau va certes toujours aussi vite mais il n'est plus accéléré. De ce fait, quelle que soit sa vitesse, il devient strictement équivalent à un vaisseau immobile. Il n'est pas plus difficile à faire pivoter (et ça n'induit pas plus d'effets exotiques) qu'un vaisseau immobile. En vertu du principe de relativité (le classique, pas besoin de recourir à Einstein), il est immobile (d'un certain point de vue dirait Ben).

Je pensais ici aux gens qui sont dans le vaisseau, pas au vaisseau lui-même, en fait.
Pour tout dire, j'avais dans un vague coin de ma tête l'effet Coriolis, parce que je sais que je ne me souviens plus de quoi il s'agit, mais ça n'a en effet rien à voir...

L'effet Coriolis c'est plutôt lorsqu'il va pivoter. C'est aussi un effet ressenti sur une station spatiale en rotation simulant la gravité artificielle. Plus le rayon de la station sera grand et moins l'effet Coriolis sera ressenti. Bon en principe c'est vraiment pour un rayon assez "petit" moins de 100 m qu'on le ressent. Avec une gravité simulée de 1 g il faut un rayon de 250-300 m min pour ne plus vraiment ressentir l'effet de Coriolis.

Quoiqu'il en soit, dans l'espace l'effet de flottement et ses forces qui s'appliquent au moindre mouvement fait que la plupart des individus sont horriblement nauséeux les premiers jours. Les boyaux flottent en nous ce qui ne facilite pas le transit intestinal, nos nombreux capteurs d'équilibres sont en paniques, le corps croit qu'il tombe et envoie de l'adrénaline à tous le corps, bref... ça doit être bien pénible.

[Mugen]

Mes cours sont loin, mais dans l’espace, sans gravité ni accélération, une masse n’a aucun poids, me semble-t-il ?

Si par "poids" tu entends "Force de gravitation", oui.
Ou plutôt, non, mais elle est archi-négligeable.

Par contre, la loi de Newton reste la même. F = mA.
Et dans le cas de la rotation d'un solide autour d'un axe c'est quasiment la même chose, mais avec l'Inertie par rapport à cet axe au lieu de la masse.
Si tu veux faire bouger ou tourner un truc, il va falloir vaincre sa masse ou son inertie.

Edit : et même à des vitesses relativistes, la masse entre en compte, même si c'est la formule d'Albert et pas celle d'Isaac...

[XO de Vorcen]

J'ai commencé à lire l'univers Seven Worlds (motorisé en Savage Worlds, le compagnon SF est recommandé il me semble).

Les auteurs sont parti sur une approche hard science, crédible. Et ce que j'aime bien, c'est qu'ils ont mis des encarts pour expliciter et justifier leurs choix. Pour la jouabilité, ils ont fait deux compromis à admettre :

1. L'existence dans l'espace de trous de ver permanent permettant de passer d'un système à l'autre. Au final, la navigation spatiale n'est qu'intra stellaire dans les faits, l'humanité empruntant ce qui peut s'apparenter à des portails naturels. Le hic ? Elle ne sait pas plus détecter ces zones que de nos jours et compte sur une race extraterrestre qui leur a déjà livré plusieurs lots de coordonnées de ces fameux trous. Tout en ignorant leurs motivations...
   
2. Un champ de force contre les radiation, façon cage de Faraday contre l'électricité. Cela permet d'isoler les moteurs nucléaires du reste du vaisseau ainsi que la coque des radiations spatiales ambiantes.
   

Et donc ils parlent également de vaisseaux sphériques. Il y a à cela plusieurs raisons mais j'avoue ne pas avoir compris comment y fonctionne la gravité artificielle (il était tard, lecture en langue étrangère, tout ça, tout ça).
Pour un vaisseau avec un cylindre en rotation, c'est clair : la "gravité" est générée par la force centrifuge à la surface interne du cylindre, orthogonalement à l'axe. Par contre la poussée des moteurs va mettre le bronx en ajoutant une accélération parallèle à l'axe.
Pour un vaisseau sphérique, je ne vois pas, en dehors d'une gravité par rotation à l'équateur. Quelqu'un aurait compris comment générer cette pseudo gravité ?

[Khentar]

Seven World est particulièrement intéressant, j'en ai parlé quelques fois au préalable, je recommande chaudement. Le parti pris est Hard Science avec des twists légers pour - comme le dirait Nolendur - donner du jeu. 

Il y a une campagne associée au setting, ce qui donne beaucoup de matière, aussi bien avant et après le campagne. Je conseille de faire jouer avant le setting puis de faire jouer la campagne qui va le faire sauter

K.

[VXgas]

J'ai commencé à lire l'univers Seven Worlds (motorisé en Savage Worlds, le compagnon SF est recommandé il me semble).
(...)
Et donc ils parlent également de vaisseaux sphériques. Il y a à cela plusieurs raisons mais j'avoue ne pas avoir compris comment y fonctionne la gravité artificielle (il était tard, lecture en langue étrangère, tout ça, tout ça).

Le Setting Guide de Seven Worlds est pas mal du tout et les encarts explicatifs très intéressants. Je n'ai pas regardé le Campaign Book.
Pour leurs vaisseaux sphériques (dont je rejoins totalement l'idée), ils disent qu'ils sont conçus en plusieurs niveaux en couches comme un oignons... Chaque niveau serait sphérique donc ? Lorsqu'ils sont en accélérations, c'est à priori l'accélération qui fait la gravité artificielle mais c'est là que les niveaux sphériques me paraissent curieux... Cela dit, il est indiqué que le design intérieur est pensé pour de la microgravité, avec des poignets un peu partout pour s'agripper. Le vaisseau est équipé d'une cabine amovible tenu par une axe extensible (ou un câble) et qui tourne autour du vaisseau à 200 m pour simuler la gravité. Un passager doit y passer un peu de temps chaque "jour" pour ne pas subir les effets néfastes de l'absence de gravité sur le corps. Il n'y a donc a priori pas de gravité artificielle. Les passagers semblent plutôt passer du temps dans des fauteuils jusqu'à atteindre une vitesse de croisière permettant de retrouver une microgravité.

[Nolendur]

Lorsqu'ils sont en accélérations, c'est à priori l'accélération qui fait la gravité artificielle mais c'est là que les niveaux sphériques me paraissent curieux...

Je ne connais pas ce jeu ni ce setting, mais selon la façon dont le voyage est géré l'accélération de la propulsion peut éventuellement être négligé par rapport à la "gravité artificielle" générée par la rotation. En effet, il suffit d'une accélération constante d'un dixième de g pendant la moitié du trajet, suivi d'une décélération constante d'un dixième de g pendant la seconde moitié pour couvrir la distance Terre-Jupiter en 20 jours. Si le vaisseau est sphérique, ça veut juste dire que le "bas" n'est pas directement perpendiculaire à l'axe du vaisseau, mais très légèrement décalé vers l'arrière. Si vous voulez imaginer intuitivement la composition des accélérations, c'est un peu comme ces manèges faits de sièges suspendus à des chaînes (le "bas ressenti" n'est ni vertical ni horizontal, mais entre les deux).

EDIT: en poursuivant l'exemple ci-dessus, si les nacelles des cabines peuvent prendre un angle variable par rapport à l'axe du vaisseau (ce qui expliquerait le design sphérique), et que cet angle peut aller jusqu'à 45° par rapport à la direction perpendiculaire, alors le vaisseau peut sans doute se permettre une accélération de 0,7 g. Si la rotation génère une accélération perpendiculaire de 0,7 g aussi, alors les passagers à 45° ressentiront une "gravité" de 1g. Or un vaisseau qui peut soutenir une accélération constante de 0,7 g couvrirait la distance Terre-Jupiter en 8 jours.

[Cryoban]

Je pense qu’il y aurait matière à faire une une petite aide de jeu indépendante de tout système avec vos échanges sur les formes, propriétés et modes de propulsion.
Le C-no Kerball Space engineering manual, ça pourrait être sympa .

[GCM]

Question :
Pour créer de la gravité, un vaisseau dans l'espace doit 1/ être très grand et 2/ tourner sur lui-même ?

[Nolendur]

Question :
Pour créer de la gravité, un vaisseau dans l'espace doit 1/ être très grand et 2/ tourner sur lui-même ?

Pas forcément, mais :

Pour créer de la gravité il doit soit tourner sur lui même, soit avoir ses propulseurs allumés (accélération dans l'axe de la marche, le "bas" est alors du côté des propulseurs - vers l'arrière quand on accélère, vers l'avant quand on freine).

L'accélération dans le sens de la marche demande que le propulseur reste allumé en permanence, et pendant les manœuvres la gravité ne peut plus être assurée correctement.

On peut créer de la "gravité par rotation" même sur un petit vaisseau, mais dans ce cas les effets de marée et coriolis font que tout le monde dégueulerait son déjeuner en permanence. Un vaisseau suffisamment grand (et par grand je veux dire large, compter quelques centaines de mètres au moins) atténue ces effets.

[Nawak]

En vous lisant, j'ai fait plus simple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%A9_artificielle

Pour le coup, en ce qui me concerne, c'est : TTCT (tais-toi, c'est technobabillage).

[GCM]

@Nolendur Dis donc, c'est la deuxième fois que je te remercie en 24 heures. 

[VXgas]

Je pense qu’il y aurait matière à faire une une petite aide de jeu indépendante de tout système avec vos échanges sur les formes, propriétés et modes de propulsion.
Le C-no Kerball Space engineering manual, ça pourrait être sympa .

C'est vrai qu'on tombe dans de la physique brute et que ça permettrait de donner des tailles, valeurs, explication sur les choix de design, etc. Il y a beaucoup de lacunes là dessus et les films ont tendance à être faux dans ce qu'ils montrent.
Donner le diamètre minimal d'un anneau de gravité artificielle pour 1g, le nombre de tour qu'il fait par minute, l'accélération/décélération d'un vaisseau et la disposition des étages dans un vaisseau perpendiculaire au mouvement et non parallèle, l'immobilisme relatif d'un vaisseau évoluant à vitesse constante, le faible moment d'inertie d'un vaisseau sphérique lui permettant de pivoter sur lui même et changer d'orientation de façon radicale sans faire de courbe comme un avion, etc.

Si on a des connaissances sur l'espace ça devient difficile (et même parfois insupportable) de jouer à Star Wars ou rien n'est logique avec des gens qui sortent dans le vide avec un simple respirateur, font des tirs balistiques dans l'espace d'un croiseur à un autre, ou sont obligés de faire une courbe pour se retourner, etc...

[Nolendur]

@Nolendur Dis donc, c'est la deuxième fois que je te remercie en 24 heures. 

You're most welcome, comme disent les grand-bretons.
(ce sont des sujets dont j'aime bien discuter)