Construire un orrery en LEGO

• Un orrery est un instrument scientifique qui modélise le mouvement des corps célestes.
• Il modélise avec précision les orbites et les périodes de rotation de la Terre, de la Lune et du Soleil.
• Inspiré par le design de JKBrickworks, l’auteur a conçu lui-même un orrery avec des pièces LEGO Technic.

Inclinaison de l’axe de rotation de la Terre

• L’axe de rotation de la Terre est incliné de 23,5° par rapport au plan orbital.
• Cette inclinaison permet d’expliquer les variations saisonnières dans le modèle.
• Un connecteur à angle de 22,5° a été utilisé pour fabriquer le support incliné du globe terrestre.

Inclinaison de l’orbite lunaire

• Le plan orbital de la Lune est incliné de 5,15° par rapport au plan orbital de la Terre.
• Cette inclinaison permet d’expliquer les éclipses solaires et lunaires.
• L’orbite de la Lune a été réalisée à l’aide d’une crémaillère circulaire inclinée.

Axes concentriques

• Lorsqu’on construit un orrery en LEGO, il est difficile de mettre en œuvre une rotation concentrique.
• Dans le système Terre-Lune, quatre axes indépendants sont nécessaires.
• Ce problème a été résolu à l’aide de plusieurs plateaux tournants et engrenages.

Séquence d’engrenages

• Le sous-assemblage Terre-Lune nécessite quatre axes : la Terre, la Lune, la base de la Terre et l’anneau incliné de la Lune.
• L’orrery complet nécessite deux axes supplémentaires : la rotation du Soleil et la révolution de la Terre.
• Une séquence d’engrenages permet d’obtenir les rapports de transmission exacts.
• L’outil LEGO gear sequence a été utilisé pour trouver les rapports de transmission nécessaires.

Conception du socle

• Le design initial du socle utilisait un moteur LEGO, mais il a été retiré à cause du bruit.
• Un design à 12 divisions a été adopté pour mettre davantage l’accent sur l’esthétique.
• La conception numérique a été réalisée avec BrickLink Studio.

Instructions

• Un modèle numérique et des instructions de montage ont été créés avec BrickLink Studio.
• Les instructions comptent 264 pages et 436 étapes.
• Les instructions numériques sont vendues sur Rebrickable.

Design à faible nombre de pièces

• Le socle a été repensé pour réduire le nombre de pièces.
• Les pièces du set LEGO Rough Terrain Crane ont été exploitées au maximum.
• La palette de couleurs des produits LEGO actuels a été utilisée afin de faciliter l’approvisionnement en pièces.

Autres orreries

• En 2022, CaDA a lancé un orrery conçu par JK Brickworks.
• En 2024, LEGO a lancé son propre orrery, mais il est moins complexe et moins fiable que le design de CaDA.

Perspectives

• L’idée de modéliser toutes les planètes du système solaire est en cours de réflexion.
• Le prochain projet consiste à fabriquer un orrery en utilisant des plaques d’acrylique découpées au laser au lieu de pièces LEGO.

L’avis de GN⁺

• Valeur pédagogique : un orrery est un outil utile pour apprendre l’astronomie et le génie mécanique.
• Défi technique : réaliser une structure mécanique complexe avec des pièces LEGO représente un défi majeur.
• Succès commercial : en raison du coût élevé des pièces et de la complexité, le succès commercial pourrait rester limité.
• Produit alternatif : l’orrery de CaDA, plus simple et plus fiable, peut être recommandé aux débutants.
• Potentiel futur : des entreprises de jouets de construction comme LEGO pourraient proposer à l’avenir des designs d’orrery plus complexes.

[GN⁺]

Commentaires sur Hacker News

• L’auteur a passé beaucoup de temps à modéliser l’inclinaison de l’axe pour représenter les saisons.
• Le programme utilisé pour créer les instructions de construction numériques fonctionne bien pour les petits modèles, mais présente des problèmes d’ergonomie pour les grands modèles. Il a fallu beaucoup de temps pour produire un PDF d’instructions de 264 pages et 436 étapes.
• Je n’avais jamais appris au lycée que l’axe pointe toujours dans la même direction, donc je ne comprenais pas. Maintenant, j’en comprends enfin la raison.
• C’est un exemple où une création de la communauté est bien meilleure qu’un design Lego « officiel ».
• Le calculateur de rapports d’engrenages est très utile, et c’est appréciable qu’il puisse être contrôlé via des paramètres d’URL.
• Je suis impressionné par l’effort supplémentaire consacré à obtenir un bon rendu et une bonne visualisation dans le logiciel.
• Le créateur a aussi conçu un outil pour dessiner des pièces compatibles Lego personnalisées, imprimables en 3D.
• Lego a créé un produit qui modélise les orbites de la Terre et de la Lune.
• L’art est souvent amélioré par les contraintes du médium. Lego devrait payer beaucoup d’argent pour ce projet et vendre quelques kits.
• L’orrery non-Lego™ mentionné par l’auteur est excellent, vaut son prix et est amusant à construire. Dommage, en revanche, qu’il ne puisse pas servir à expliquer les saisons.
• J’aime Lego et, en général, je construis puis j’offre mes créations à d’autres personnes, mais celle-ci était stupéfiante. Je ne la construirais pas moi-même, mais c’est vraiment formidable.