Ascenseur spatial

• L’ascenseur spatial est une structure d’ascenseur imaginaire qui permettrait de rejoindre l’espace depuis le sol
• Il décrit les caractéristiques de différentes altitudes, avec notamment des nuages, des animaux, des avions et des phénomènes météorologiques
• L’atmosphère est divisée en troposphère, stratosphère, mésosphère et thermosphère, et il présente l’environnement atmosphérique à chaque altitude
• Il est précisé que la réalisation de l’ascenseur spatial nécessite un câble extrêmement résistant
• Il explique visuellement les phénomènes ressentis en montant en altitude ainsi que les principaux défis que les humains et la technologie doivent relever

---

Présentation de l’ascenseur spatial

« Space Elevator » imagine un ascenseur reliant verticalement la surface de la Terre à l’espace et présente les caractéristiques, les phénomènes naturels et les défis techniques à différentes altitudes

Animaux, appareils et phénomènes par altitude

• Sous forme de jeu, de la surface au cosmos, chaque image présente des animaux et plantes (pigeon, léopard des neiges, araignée sauteuse de l’Himalaya, etc.), des appareils (Blériot XI, SR-71, Bell X-1, etc.) et des phénomènes météorologiques (cumulus, cumulonimbus, jet stream, etc.)
• Plus l’altitude augmente, des changements atmosphériques apparaissent, notamment la baisse de la température, la raréfaction de l’oxygène et la diminution de la pression
• À chaque altitude, il indique les records extrêmes de l’homme et du monde naturel, notamment les animaux, avions et ballons volant le plus haut
• Par exemple, la cigogne blanche, le busard à tête touffue et l’aigle de Rüppell peuvent voler à très haute altitude

Structure et caractéristiques de l’atmosphère

• La troposphère : la couche la plus basse de l’atmosphère, où se trouve la majorité du temps au sol et 99 % de la vapeur d’eau
• La stratosphère : lieu de l’ozone, où la température recommence à augmenter
• La mésosphère : la pression atmosphérique y est basse et la plupart des météorites y se désintègrent. C’est la zone à la température la plus basse
• La thermosphère : considérée comme la frontière de l’espace, la température y est extrêmement élevée mais il est difficile de la ressentir car les molécules sont très espacées. La ligne de Kármán (100 km) est perçue comme le début de l’espace

Records et phénomènes extrêmes techniques et naturels

• Vols à la plus haute altitude : Perlan II (planeur), NASA Helios (avion), Felix Baumgartner (saut libre le plus haut), Alan Eustace (record de saut en parachute le plus élevé)
• Les engins les plus rapides : des exemples comme le SR-71, le NASA X-43
• Phénomènes rares selon l’altitude : sprites, blue jets (foudre haute altitude), aurores, nuages nacrés, nuages luminescents, etc.
• Records humains : description de la chute à la plus haute altitude de Jospeh Kittinger dans le cadre du Project Excelsior
• Phénomènes spéciaux : « death zone », limite d’Armstrong, variation du point d’ébullition de l’eau selon l’altitude, point sur le manque de pression et d’oxygène dans la haute troposphère

Ascenseur spatial et avenir de l’accès à l’espace

• Il est souligné que le concept d’ascenseur spatial fait l’objet de recherches par de vrais scientifiques
• S’il réussit, il pourrait offrir une méthode d’accès à l’espace moins coûteuse et plus sûre que l’approche par fusées conventionnelles
• En pratique, les points cruciaux sont le développement d’un matériau de câble suffisamment solide et la réalisation technique
• Même s’il reste pour l’instant un concept virtuel, il suscite l’espoir de révolutionner la façon d’accéder à l’espace à l’avenir

Conclusion

Il est présenté de manière visuellement intéressante comment, de la surface jusqu’à traverser progressivement l’atmosphère jusqu’à l’espace, les humains, animaux, appareils et phénomènes météorologiques interagissent à chaque altitude

Sur la base de l’idée de l’« ascenseur spatial », il synthétise de manière concise les environnements extrêmes, les records techniques et naturels actuels, ainsi que la vision d’une future expansion vers l’espace

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Le plus impressionnant est qu’on y montre que l’espace est en réalité beaucoup plus proche de la Terre qu’on ne l’imagine. La couche d’atmosphère où la vie est possible est extrêmement fine par rapport à la taille de la planète. Par exemple, 100 km représente une distance plus courte que celle entre deux grandes villes. C’est une distance que l’on peut faire à vélo en une journée. Un peu plus loin qu’un bus traversant une grande ville, et on atteint déjà une zone sans air. En courant ou en faisant une randonnée d’environ 15 km, on peut entrer dans la stratosphère. Ce qu’on perçoit comme très haut — un avion à réaction — peut sembler en fait plus proche qu’une maison ou un stade. Avec ce point de vue, on prend vraiment conscience à quel point l’environnement respirable est mince.

  • Si l’on prend comme référence un globe terrestre en classe, on peut imaginer l’atmosphère de la Terre comme une fine couche de papier plastique collée dessus.
  • Beaucoup disent qu’il est difficile de monter, mais en réalité, monter est relativement facile ; la difficulté réelle, c’est de "file rapidement assez loin sur le côté" pour rester en orbite.
  • La minceur des océans est aussi impressionnante. On pensait autrefois que les océans étaient d’une profondeur inouïe, mais la fosse des Mariannes ne représente que 0,2 % du rayon terrestre, et la profondeur moyenne des mers n’est que de 0,05 %.
  • Si le continent africain était resté entre les mains des grandes puissances mondiales, le mont Kilimandjaro aurait pu être un excellent site de lancement de fusées. Les 3 miles de gain d’altitude représentent un bénéfice en carburant, et démarrer dans la stratosphère permet de percer l’atmosphère avec moins d’énergie. C’est comparable à la méthode testée par Scaled Composites et Virgin Galactic avec de grands avions cargos. En revanche, elle est plus pratique car il n’est pas nécessaire d’ajuster le timing de lancement en chute libre.
  • En fait, ce qui n’est pas particulièrement difficile, c’est monter ; c’est surtout difficile d’obtenir en même temps la vitesse d’insertion orbitale.

• Concernant les aurores, ce n’est pas le fait que des particules venues du Soleil excitent les atomes de l’atmosphère terrestre pour produire de la lumière ; quand le vent solaire comprime la queue de la magnétosphère terrestre, il se produit une reconnexion magnétique, et dans ce processus les particules sont accélérées vers la Terre puis plongent dans l’atmosphère, générant la lumière. Dit autrement, le vent solaire n’est pas une source d’énergie directe : l’énergie est d’abord stockée dans le champ magnétique, puis libérée.

  • En parlant d’aurores, il y aurait ce serait dommage d’omettre les space tornado (tornades spatiales). Ce n’est pas absolument nécessaire pour expliquer les aurores, mais c’est un phénomène tellement magnifique qu’on a envie d’y faire référence. wiki space tornado
  • En fin de compte, le vent solaire est bien la source d’énergie des aurores, mais ce n’est pas une histoire de "vent solaire qui cogne directement l’atmosphère" ; le vent solaire injecte de l’énergie dans le champ magnétique terrestre et, lors d’une reconnexion magnétique, cette énergie est transmise aux particules qui créent les aurores.

• Ce projet est vraiment bluffant. À force de défiler, on finit par le lire en entier. Pour une personne curieuse, quel que soit son âge, ça peut être une expérience capable de changer le monde. J’en suis vraiment reconnaissant envers le créateur. Seul bémol : pour le paiement, le système ne permet pas un workflow simple comme PayPal ou Apple Pay, il faut saisir directement les informations de carte ou de banque.

  • Les frais de PayPal et d’Apple Pay sont assez élevés, tandis que la carte bancaire est moins chère et le virement bancaire presque gratuit. La plupart des utilisateurs ignorent cette différence ou ne s’en soucient pas, donc l’argent finit souvent par passer par des intermédiaires.
  • D’ailleurs, payer avec PayPal exige aussi d’enregistrer une carte ou des coordonnées bancaires. Un portefeuille en ligne de type link peut être plus simple que PayPal.

• Comme une histoire sur le Caproni Ca.161 est sortie, je l’ai vérifiée : en 1938, en Italie, Mario Pezzi avait volé à 17 083 m dans un avion à hélice avec une combinaison pressurisée chauffante électrique, un casque hermétique et une cabine pressurisée. Cela ne semble ensuite pratiquement plus être mentionné et il est difficile de trouver des sources. Wikipédia de Mario Pezzi, Image de combinaison de pression, Image supplémentaire, Cabine sous pression

• Nouveau fait marquant pour moi : plus de 48 tonnes de météorites entrent chaque jour dans l’atmosphère. L’ascenseur spatial n’est pas aussi impossible que dans la SF, mais dans la réalité il reste encore proche d’un rêve. Il n’existe pas de câble capable de porter son propre poids. On ne sait pas non plus encore comment stabiliser en toute sécurité un câble et une cabine en pleine atmosphère. Sur la Lune, la gravité, l’air et les débris sont moindres, donc les chances augmentent, mais le besoin réel y est beaucoup plus limité.

  • L’ascenseur spatial ne contredit pas les lois fondamentales de la physique, mais on ignore s’il existe un matériau pouvant être mis en œuvre. Il faudrait un matériau ayant à la fois une résistance à la traction et une tenue thermique suffisantes pour supporter son propre poids, celui de la cabine et le poids additionnel du câble. En cas d’effondrement, la quantité d’énergie stockée est énorme et pourrait causer des dégâts mondiaux. On n’a pas juste besoin de la résistance minimale : il faut un facteur de sécurité de plusieurs dizaines pour que cela ait un sens de réaliser le projet, ainsi qu’une robustesse qui évite une rupture au moindre incident. L’existence d’un matériau capable de réunir toutes ces caractéristiques est déjà loin d’être certaine. Le fait de ne pas sembler violer les lois de la physique ne garantit pas que ce soit réaliste à construire.
  • La lenteur de la rotation lunaire est au contraire un inconvénient. Il faut donc relier le câble jusqu’au point de Lagrange L1, ce qui requiert un ascenseur de 56 000 km, soit 20 000 km de plus que sur Terre. En revanche, une méthode de type mass driver, qui propulse comme un canon, est bien plus efficace.
  • Sur Terre, c’est irréaliste, mais sur Mars un ascenseur pourrait être possible avec des fibres comme le Zylon ou le M5, et sur la Lune avec du Kevlar. Il existe même une estimation selon laquelle le coût de construction d’un ascenseur spatial lunaire serait inférieur au prix d’un lanceur mobile SLS de la NASA. Wikipédia M5 fiber, rapport sur l’ascenseur spatial lunaire (pdf), rapport d’audit de la NASA (pdf)
  • Si la base repose sur des matériaux irréalisables aujourd’hui et sur des problèmes d’ingénierie sans solution, c’est quasiment la même situation qu’avec un Alcubierre drive : « seulement possible en théorie ».
  • Un autre problème est que l’ascenseur spatial pourrait devenir une plateforme d’arme potentiellement terrifiante. Lâcher une pierre d’en haut pourrait infliger de graves dommages à l’ennemi. Un régime autoritaire chercherait probablement à le détruire dès le début, avant même construction complète. Et si un câble se rompt en haute altitude, cette section peut retomber au sol en s’enroulant comme un lasso avec une force colossale, causant de graves destructions. C’est pourquoi je pense que sa réalisation est encore plus lointaine.

• J’ai bien aimé le jeu stimulation-clicker de neal.fun.

  • J’ai réussi à le finir pendant toute ma pause déjeuner, sans tricher. Impressionnant !
  • Plus d’une demi-heure est déjà passée.
  • Ce jeu peut vite devenir addictif, donc prudence. Mieux vaut éviter d’utiliser xdotool.

• Cette page est vraiment agréable, alors j’ai fait un don. Au départ, je pensais que cela atteindrait jusqu’à l’orbite géostationnaire (GEO), mais il faudrait en pratique l’étendre 420 fois, et je ne sais pas si un navigateur pourrait encaisser.

  • Je recommande aussi Size of Space du même site. Il existe Solarwalk, qui permet de défiler tout le système solaire, ainsi que If the Moon Were Only One Pixel, qui suit le concept « si la Lune n’était qu’un pixel ». Je partage aussi les discussions HN associées : il y a 4 mois, il y a 6 ans, il y a 3 ans
  • En fait, la GEO n’est pas la fin : il faut aller plus loin pour ajouter un contrepoids. C’est nécessaire pour équilibrer le poids inférieur et maintenir la structure globale.
  • Je pense qu’il s’agit plutôt d’une expérience de pensée mathématique amusante que d’une idée réaliste et réalisable.

• J’ai cliqué pour passer les unités de température du Fahrenheit au Celsius avec une petite irritation, et j’ai été impressionné par la conversion instantanée.

  • Sur mon navigateur, l’unité par défaut était déjà le Celsius.
  • J’ai fait pareil. Je me suis dit : « Ce site est vraiment bien fait, est-ce que ça marche si je clique ? » et ça a bien marché. C’est ce type d’interaction qu’on trouve difficilement.
  • Le fait que la conversion de la longueur (meters) ne soit pas gérée de cette manière est en revanche décevant.

• Le projet est d’un très bon niveau. J’ai offert un café à Neal. Je me demande quel avantage évolutif le fait de voler jusqu’à 11 400 m pourrait apporter au griffon de Ruppell.

  • Selon Wikipédia, une explication est qu’une plus grande portée visuelle facilite la détection des proies lien associé, archive originale
  • Toutes les adaptations n’ont pas d’avantage évolutif. En réalité, l’évolution élimine plutôt les traits défavorables : si une caractéristique n’aide pas à survivre, elle disparaît simplement. L’évolution filtre ce qui est superflu.
  • L’utilisation de pieds au lieu de mètres n’est pas vraiment problématique en aéronautique.

• Je recommande aussi deep-sea, de neal.fun.

  • De la même manière, il existe un site qui montre « vers le haut », mais qui utilise un autre axe et une autre échelle. Voir If the Moon Were Only One Pixel
  • C’est exactement le lien que je cherchais. Merci.