Plonk, plonk, plonk
La semaine dernière, la NASA a partagé une information jusque là mystérieuse. En octobre 2014, la sonde lunaire de l’agence, la LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) envoie une image satellite toute tordue au centre de contrôle terrien.
La NASA se rend alors compte que la sonde a été percutée par une micro-météorite (0,8 millimètres à une vitesse 7 kilomètres par seconde). Rien de grave, puisque la NASA n’a pas constaté de dégâts majeurs sur son engin, mais l’événement fût tout de même instructif.
Here’s a first-pass audio reconstruction of Lunar Reconnaissance Orbiter micrometeoroid strike, estimated from image oscillation.
…SPANG pic.twitter.com/cPJVDbbHXg
— Alex Parker (@Alex_Parker) 26 mai 2017
En reprenant les données images capturées par la sonde, un scientifique du nom d’Alex Parker a reconstitué le bruit de l’impact (bruit inaudible dans l’espace). Un *plonk* ridicule, donc, mais amusant.
Que ferait une grosse météorite ? PLONK ?
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Pas si ridicule pour une poussière (0.8mm).
7 km/s avec un projectile de 0,8 mm. Ca a traversé la sonde du coup ?
Sans doute pas. Se n’est pas qu’une question de vitesse, mais d’énergie cinétique (=1/2 m v²) la vitesse joue un rôle important puisqu’elle est au carré, mais si la masse est très proche de zéro, alors ça fait une énergie ridicule… Heureusement parce que sinon la station internationale serait une passoire pleine de cadavre en ce moment !!
Le facteur risque n’est pas le même sur l’ISS… il y a des humains… donc on a effectivement mis le prix pour y faire une station capable de mieux encaisser ces micrométéorites…
Pour les satellites, là, c’est un rapport coût de l’investissement / coût au poids, car plus c’est lourd, plus c’est chère à envoyer en orbite… Je sais plus le chiffre, mais c’est totalement affolant… envoyer un paquet de chewing-gum de 10g sur l’ISS, c’est du genre 500$ de “frais de port” rien que pour le combustible consommé en plus :p
Je crois que c’est dans les 10000$ le kilo
sinon Elon Musk dit qu’il veut faire baisser les prix à 100$ le kilo
et la quasi totalité du coût ne pars pas dans le carburant mais dans les boosters qui sont irrécupérables
Ben oui, mais si le trou a un diamètre plus petit il sera plus profond. De plus si une météorite beaucoup plus grosse avait accumulé la même énergie elle aurait rebondi parce que comme la surface de contact aurait étée plus grande il aurait fallu plus d’énergie pour commencer à faire un trou dans le vaisseau
et encore, il y a le fait que la météorite se déplace à 7km/seconde ce qui est supérieur à la vitesse du son dans l’acier (5.5km/ sec) ce qui fait qu’elle a un effet brisant au lieu de déflagrant (la matière n’a pas le temps de se déformer à l’impact pour répartir les charges mécaniques qu’elle reçoit donc les dégâts sont localisés) Enfin, pour peu que la navette soit en acier…
Donc en cas normal la profondeur de pénétration est proportionnelle à l’énergie puisque la force appliquée est linéaire mais à cette vitesse, la résistance opposée au mouvement de la météorite augmente avec la vitesse, par exemple, si tu saute d’un plongeoir de 10 mètres tu ne t’enfoncera pas 3 fois plus loin dans l’eau que si tu avais sauté du 3 mètres.
en plus de ça la météorite va exploser à l’impacte ce qui va augmenter la surface de contacte et donc les frottements.
On veut plus d’informations, alors continuer.
en l’occurrence dans ce cas précis, il n’y a vraiment pas beaucoup d’énergie, dans les 490j si la poussière était en acier : c’est comme tire au fusil sur une tôle… je ne sais pas en quoi est revêtue la sonde, mais il y a de grande chances pour que ça n’ai pas été trop grave (au pire juste un petit trou, au mieux un petit matage peu profond)
D’un point de vue énergétique, l’énergie cinétique Ec (en Joule) = 0,5 x m (masse kg) x v² (le carré de v, vitesse en m/s)
Une balle type 9mm Parabellum Glaser Type Spéciale, c’est 5,2g à 503 m/s et donne du 656.823 J ou 656 KJ
Si la micrométéorite ne faisait par exemple que 0,1g on obtient une énergie de 2.450.000 J ou 2.450 KJ, c’est à dire presque 4 x l’énergie d’une balle 9mm Parabellum…
En plus au niveau de l’impact, et bien le fait que la micrométéorite soit plus petite et avec une plus grande énergie cinétique et vitesse, cela lui donne un avantage en terme de pénétration…
Oui, mais à ce niveau de vitesse, ce n’est plus la résistance mécanique du mur qui va s’opposer à la balle, mais la loi des ”frottements dans les gaz” qui stipule que l’inertie d’un gaz va s’opposer au mouvement de ce qui le traverse ( proportionnellement à la densité du gaz, au carré de la vitesse du projectile ainsi qu’au facteur de forme du projectile et de sa surface de frottement.
et comme la vitesse est au carré alors que la résistance de l’acier est la même quelle que soit la vitesse de pénétration il y a un moment ou le premier dépasse le deuxième.
regarde donc le tire de railgun de l’armée russe, le trou fait dans la plaque d’aluminium fait plusieures fois le diamètre du projectile, donc il n’y a plus aucune pénétration.
sauf qu’on est dans l’espace, il n’y a pas de gaz…
Non, mais à cette vitesse l’acier se comporte comme un gaz car les frottements crée par l’inertie de l’acier déplacé à l’impact sont supérieurs à ceux crée par la résistance de l’acier.
sérieux, si c’est pour dire des conneries tu peux t’abstenir
Drôle de théorie, j’aimerai bien que tu me dises d’où tu tiens ça… je n’ai jamais vu de cas ou l’acier à l’état solide se comportait comme un gaz, même soumis à de fortes contraintes ! ou encore moins au passage d’une onde !
Sérieux, c’est pas avec se genre de phrase que tu es plus crédible !
Il ne se comporte pas vraiment comme un gaz, je dis juste qu’à cette vitesse la force la plus élevée qui va s’opposer au mouvement de la météorite est due à l’inertie de la matière déplacée et pas la résistance du métal.
quand aux frottement des gaz c’est juste le nom que l’on a donné à un type de frottement puisque les gaz n’ont pas de résistance mécanique ni de viscosité donc le seul type de frottement c’est ça.
Ha ouais quand même… Il y a du niveau la !
Bon mauvaise nouvelle, les gaz ont une viscosité (et heureusement !)
Bon j’arrête un peu de te torturer et je t’aide un peu : ce qui caractérise un matériau lorsqu’il est choqué, c’est la Résilience.
En aucun cas, et vraiment aucun, un acier à l’état solide ne se comporte comme un fluide (gaz ou liquide) au moment d’un choc. Ouvre n’importe quel manuel de sciences des matériaux, tu y trouveras un chapitre pour traiter de ce genre de sujet… les blogs sur les armes à feu en revanche sont remplis de conneries…
Loi du frottement dans les gaz: F=1/2*Cx*S*p*v^2
F = force (Newton)
Cx = facteur de forme de l’objet ( 0.24 pour une sphère)
S = surface de frottement
p = densité du gaz traversé (l’acier en l’occurence)
v = vitesse
F=1/2*0.24*((0.0008/2)^2*pi)*7.8*7000^2
F= 23 newtons
23 newtons pour une surface de ((0.8/2)^2*pi) = 0.5 mm2 ça fait à peu près 50 mégapascals
cette pression est inférieure à la dureté de l’acier donc je te l’accordes, c’est la résistance de l’acier qui va ralentir le plus la météorite, mais si on allais encore un peu plus vite…
Je crois que tu confonds deux choses : la capacité d’un matériau à absorber de l’énergie (la résilience) et la propagation d’une onde de choc ou d’une contrainte dans un matériau. Quoi qu’il en soit, on étudie jamais la tenue au choc d’un matériau en utilisant une loi concernant les gaz… en fait je comprends pas du tout d’où tu sorts se genre de truc, c’est complètement inédit !!
Regarde juste une vidéo d’une balle tirée sous l’eau: l’eau n’a aucune résistance mécanique mais elle ralentit fortement la balle après quelques mètres et si tu calculais la force qu’elle subit en utilisant la loi des frottements dans les fluides tu te rendrais compte qu’elle devrais aller beaucoup plus loin avant de s’arrêter, en effet à cette vitesse le courant n’est plus du tout laminaire mais turbulent et comme la loi des frottements dans les gaz fait évoluer la force de frottement avec le carré de la vitesse alors que les frottements dans les liquides sont proportionnels à la vitesse les gaz prennent le dessus. Ce phénomène se voit immédiatement car l’eau va être projetée violemment sur les côtés de la balle ce qui va créer une bulle de vide et c’est cette énergie cinétique donnée à l’eau qui génère le frottement et pas la déformation du liquide.
Mais tu m’as eu, oui, les gaz ont une viscosité, mais comme elle est très faible, on ne l’utilise généralement pas dans les calculs de frottements
Quand à la résilience, oui, je sais ce que c’est pas besoin de me l’expliquer.
Oui je sais bien qu’une balle ralenti très fortement dans l’eau, mais ça n’a rien a voir avec un projectile envoyer dans le vide et qui rencontre soudain un solide… Tu fais un parallèle de deux situations complètement différentes (comme l’expression, on peu pas additionner des choux et des carottes !)
En l’occurrence, ici, la grandeur qui permet de savoir si un solide (on ne parle pas de liquide hein ?) est capable d’absorber une certaine quantité d’énergie (à savoir le choc d’une particule solide contre une sonde dans l’espace) c’est la résilience.
Ensuite pour savoir comment se comporte de matériau en absorbant cette énergie, c’est directement lié à la résilience du matériau (de ductile à fragile, il se comportera différemment).
Tout le reste avec les gaz, je sais toujours pas d’où tu le sort et pourquoi tu t’y attache tant, mais c’est complétement faux…
Harf ! Je suis désolé, ça m’arrache un peu les yeux tes explications…
Ce qui ralenti la balle dans l’eau c’est seulement les frottements de l’eau, rien à voir avec une résistance mécanique en effet ! mais il n’y a pas toujours besoin de résistance mécanique pour créer du frottement ! Il en ai de même dans l’air (sauf que ça frotte beaucoup moins !)… le comportement de l’eau (ou de l’air) aux abords du projectile est une conséquence de absorption de l’énergie du projectile et du déplacement du fluide…
Ne crois pas les blogs sur les armes à feu, ils disent beaucoup de conneries !
Oui, mais je crois que toi tu mélange frottement dans les liquides et dans les gaz:
un solide n’a pas de viscosité et donc il n’y aura pas les mêmes frottements que dans les liquides mais en revanche toutes les formes de matière (liquide solide gaz plasma…) ont une masse et c’est elle qui va s’opposer au mouvement de la météorite.
la loi du frottement dans les gaz est donc applicable à n’importe quel matériau
J’ai jamais autant rigolé devant un commentaire !! Merci beaucoup !
” la loi du frottement dans les gaz est donc applicable à n’importe quel matériau ”
Écrit un livre de science je t’en supplie !
la loi du frottement dans les gaz stipule qu’un projectile qui traverse un matériau va éjecter de la matière sur les côtés à une vitesse qui dépend du facteur de forme du projectile. c’est donc applicable à n’importe quel matériau qui a une masse d’ailleurs le calcul n’utilise pas la viscosité des gaz mais sa densité.
Tu commence à m’énerver, au lieu de me répondre, va chercher sur wikipédia.
J’ai pas eu mes diplômes sur Wikipédia…
ah, désolé, pour mon calcul j’ai pris la densité en kg/dm3 mais c’est en kg/m3 donc on peut changer le 7.8 en 7800 ce qui fait une force de 23kN et une pression de 50 gigapascal donc la pression la plus forte est bien celle provoquée par les frottements des gaz.
quand on te dit que faire un plat du 10 mètres ça fait autant mal que de sauter sur du béton (même si c’est carrément exagéré) tu n’essaie pas j’espère???
Edit: on n’appelle pas ça le frottement des gaz mais la traînée.
Petite rectification : une bille de 0.8mm de diamètre ne pèserait que 0.02 gramme si elle était en acier… on obtient donc 490 Joules. Une mauvaise hypothèse dès le début et le calcule perd tout son sens…
en relisant ton calcul sur la balle, je vois que tu t’es gouré dans tes unités… 5.2 g c’est 0.0052 kg… donc 0.5*0.0052*503² ne font que 658 Joules pas KJ !!
Pareil …je me dis que 0.8 mm à une vitesse de 25 200 km/h ça doit bien faire mal à l’electronique !!!
Je rappelle qu’il n’y a pas de son audible dans l’espace (ne croyez pas les films de SF).
Seul la résonnance du métal liée au choc émet un bruit. Voilà pourquoi ça fait juste un “ponk”
Wat?
“Seul la résonnance du métal liée au choc émet un bruit. Voilà pourquoi ça fait juste un “ponk””
Tu veux qu’il y ai quoi d’autre? C’est une simulation de ce que ça aurait donné sur terre.
Ben y’a pas le bruit que fait la météorite dans l’air mais comme elle se déplace à une vitesse supersonique tu ne l’entendras pas avant de te la prendre
Je ne sais pas si t’es le même, mais ça ne veut toujours rien dire.
Un gars s’est amusé à recréer le bruit que cela aurait fait si le satellite s’était pris le projectile sur terre.
Si tu fous un micro sur le satellite dans l’espace tu n’entendras rien. Pas même le choc. Le son ne se propage pas.
Le sons se propage dans la matière, donc dans la sonde il y a eu du bruit, mais un spectateur hors de la sonde ne peut pas l’entendre.
En fait personne n’a lu 😀
“En reprenant les données images capturées par la sonde, un scientifique du nom d’Alex Parker a reconstitué le bruit de l’impact”
Si jamais on peut faire passer un son audible dans une atmosphère de 0.000000001 bar donc selon ou tu te trouve dans l’espace tu peux faire passer du son