La gravitation

[Anaïs]

Et c'est quoi, l'objet que tu mets en orbite ?

Des cadavres.

Euh... du coup c'est pas bien grave de les cramer, si ?
(pour le type d'étoile, ben là... tu m'as perdue ! je passe la main )

[Hatsh]

Si Sinon, toute ma nouvelle tombe à l'eau (ou dans l'étoile). Merci pour ton aide !

Si des grenouilles ont des précisions à apporter, je suis preneuse !

[LaPlume]

Alors, vu que je ne comprends rien, mais alors vraiment rien, à toutes les ressources en ligne que j'ai consultées, je pose la question ici : est-ce qu'il est possible de mettre un objet (pas un satellite, ni une sonde, hein) en orbite autour d'une étoile binaire ? Soit une orbite autour de deux étoiles déjà en orbite l'une avec l'autre ?
Et à quelle distance pour que l'objet ne soit pas cramé en un millième de seconde ?

Je fais des châlins aux grenouilles qui me répondront

Ah ben alors là Hatsh, tu as de ses questions quand même c'est toujours sur la Momie qu'il te faut ça ? J'ose pas imaginer où ça part Tu prends ça à coeur, bravo en tout cas !

En fait on ne peut pas répondre à ta question de manière précise, et ça n'a rien à voir avec la classification d'étoile (O-LBV on s'en fiche) : un couple stellaire binaire (noté le pléonasme) est, par essence, dynamique ===> son centre d'équilibre gravitaire n'est jamais statique, il ne cesse d'osciller dans l'espace et dans le temps.
Cette oscillation est plus ou moins marquée selon les caractéristiques des deux corps : masse, vitesse, phénomène thermodynamico-stellaire (en gros : étoile stable ou pas ?), et j'en passe.
Si tu nous donnes tout ça, alors là oui il y a probablement possibilité de te donner une vague idée de la courbe de distance à laquelle ton objet va orbiter. Au prix d'une bonne semaine voire d'un bon mois de calcul et perso moi je me porte pas volontaire, désolé

MAIS on peut quand te répondre grosso modo sur quelques trucs, sans plus de précisions hélas :
- OUI il est possible qu'un corps orbite autour d'un couple d'étoile binaire. OUI un tel corps peut orbiter naturellement. OUI il peut tout aussi naturellement adopter une position d'équilibre (mais ça ne durera qu'un temps, bien que ce temps-là puisse être de plusieurs milliards d'année).
- C'est le corps en question est muni d'un système de propulsion et d'un calculateur de trajectoire autonome, alors OUI c'est possible de faire en sorte qu'il garde une orbite à peu près donnée. Se pose ensuite d'autres questions : le carburant, les erreurs de trajectoire qui s'accumulent, et cetera

Je te conseillerai en toute amitié de ne pas essayer d'avancer des chiffres sur tout ça : c'est beaucoup trop spécifique et complexe pour être précis et cela risque plutôt de te desservir. Toutefois, si tu as vraiment besoin d'un ordre de grandeur, tu peux plus ou moins utiliser les chiffres de la comète de Haley en supposant que ton corps va adopter le même type d'orbite ; sauf que bon, notre soleil à nous est de type G donc pas du tout du LBV... ça va pas être facile pour faire une comparaison, désolé

Bon courage en tout cas, tu vas en avoir besoin

[Iluinar]

Je ne comprends pas bien ton problème. Si tu veux que ton objet ne soit pas cramé, il suffit de le mettre suffisamment loin. Après, est-ce vraiment nécessaire à ton histoire de connaître la distance précise ?
Je dirais, de manière empirique, que plus ton objet est loin de tes étoiles, plus celles-ci vont se comporter, du point de vue de la gravitation, comme une seule étoile dont la masse est la somme des deux. En revanche, si ton objet orbite près des étoiles, alors là, ça devient très compliqué.
Un autre paramètre à prendre en compte, c'est la différence de taille entre tes deux étoiles. Si elle est très importante, alors tout le monde va tourner autour de la grosse comme dans notre système solaire. La petite étoile se comportera comme les autres planètes. C'est dans le cas où les masses sont proches que c'est compliqué (les deux tournent alors autour du barycentre du système, comme dans le système Pluton-Charon).

[Hatsh]

Merci LaPlume et Iluinar pour vos réponses
J'avais mal formulé, je ne cherche pas de mesures précises, c'était plus de l'ordre du possible et du crédible que de l'exactitude.

@LaPlume : non, ce n'est pas pour la momie, c'est pour une nouvelle

@Iluinar : mon modèle est Eta Carinae, donc effectivement deux étoiles avec des tailles différentes mais des masses rapprochées (si j'ai bien compris).

Merci encore , je me remets à l'écriture demain, rassurée !

[Iluinar]

Ah ouais quand même ! 150 masses solaires, l'une des plus grosses et des plus lumineuses étoiles connues !
T'as intérêt à le mettre loin ton objet qui doit tourner autour parce que ça doit chauffer !
J'espère pour toi que tu n’envisages pas de le laisser longtemps parce qu'avec l'instabilité de la bête, ça risque de faire des trucs bizarres.

[Hatsh]

Yep, des cadavres en orbite autour d'une binaire bleue instable... ça va faire des trucs bizarres
Wait and see. gnark gnark

[tomate]

Je me permets de remonter le sujet pour poser une petite question pour une nouvelle: l'histoire se passe dans un hôtel de luxe qui fonctionne habituellement comme un satellite géostationnaire au-dessus de l'Equateur. Son poids est de 300 000 tonnes.

1- à quelle altitude devrait-il être pour rester géostationnaire?

2- Si il est à 100km au dessus du niveau de la mer, reste-t-il assez de gravité pour que les objets à l'intérieur soient attirés vers la Terre?

[Miss Célia Ray]

Hello, je ne suis pas physicienne, mais les questions restent assez simple pour quelqu'un qui suit quinze chaînes de vulgarisation à la fois. Au pire, les vrais sauront me corriger

1- à quelle altitude devrait-il être pour rester géostationnaire?

35 786 km précisément. En dessous, pour rester en orbite tu dois aller trop vite pour être géosationnaire. Au dessus, tu vas trop lentement.
Note, le poids du satellite n'a pas trop d'importance pour l'orbite en lui-même, tant que l'objet a la bonne vitesse ça va. C'est juste que, plus c'est lourd, plus ça demande de l'énergie (et donc de ressources) pour l'envoyer en orbite.

2- Si il est à 100km au dessus du niveau de la mer, reste-t-il assez de gravité pour que les objets à l'intérieur soient attirés vers la Terre?

Alors, oui et non.
Si l'objet n'est pas en orbite, mais maintenu en l'air, à 100km d'altitude, tu ne devrais pas sentir de différence de gravité par rapport au sol : on est beaucoup trop proche de la Terre pour que ça fasse la moindre différence. Faut vraiment aller très loin pour que la gravité ait moins d'effet.

En revanche, si l'objet est en orbite... et bien, il n'est pas stationnaire déjà et doit même filer plutôt vite (me demande pas la vitesse pour le coup), histoire de rester en orbite à cette hauteur-là, donc la Terre défile sous lui constamment.
Plus encore, à cette distance, il reste encore trop de particules d'atmosphère, ce qui va créer des frottements, ce qui va ralentir la vitesse de l'objet et donc faire une orbite qui va rapidement décroitre si tu n'accélères pas très régulièrement ou un peu permanence pour te maintenir à 100km (l'idée étant, par ces accélération, de maintenir ta vitesse qui décroit). A savoir : l'ISS, qui se trouve à 400km environ, est sujette à ces frottements, donc à 100km qui est la limite à laquelle on considère que l'espace commence, c'est un problème énorme.
Enfin, si l'objet est en orbite, ça veut concrètement dire qu'il tombe en permanence sur la Terre et donc que tous les objets qui sont à l'intérieur tombe en même temps et à la même vitesse... donc pas de gravité apparente ! Tout flotte comme dans l'ISS. C'est pas qu'il y a pas de gravité, c'est juste que tout tombe en même temps et au même rythme et du coup, on a l'impression qu'il y en a pas.

Donc si tu veux un hôtel qui soit à 100km du sol et géostationnaire avec de la gravité à l'intérieur, je pense que l'orbite c'est pas du tout la bonne solution et que tu dois plutôt réfléchir à une solution de maintient en l'air. Juste, faut faire attention, il y a plus assez d'atmosphère pour que des pales d'hélice (ou tout autre technologie de vol qui implique de l'air) soit efficace. Il faut plutôt aller vers une propulsion permanente calculée pile pour que l'objet reste là, ou alors de la magie antigrativationnelle qui ne concerne pas l'intérieur de l'hôtel mais juste ce qui le maintient en l'air :p

Voilà, voilà. J'espère que ça pourra t'aider.

[tomate]

Merci beaucoup pour toutes ces précisions, Miss Celia Ray!

Donc, si je comprends bien, si le satellite est géostationnaire, on ne perçoit pas la différence de gravité par rapport au niveau de la mer?

[Miss Célia Ray]

Donc, si je comprends bien, si le satellite est géostationnaire, on ne perçoit pas la différence de gravité par rapport au niveau de la mer?

Euuuh. Si.
S'il est vraiment en orbite géostationnaire, il se trouve en orbite et, comme dans l'ISS, tout à l'intérieur de l'hôtel tombe en même temps que l'hôtel lui-même et donc la sensation est que tout flotte, qu'il n'y a pas de gravitée.
S'il est en "suspension géostationnaire", donc pas du tout en orbite mais simplement suspendu dans l'air ou à 100km du sol, alors il n'y a pas de différence de gravité avec le niveau de la mer.

Je pense que le mot "géostationnaire" peut prêter à confusion ici. l'idée, c'est qu'il est soit en orbite et donc pas de gravité apparente ; ou en suspension pas trop loin du sol (genre moins de 1000km au dessus de la surface de l'océan) et donc sensation de gravité similaire à ce que tu trouves au sol).

D'ailleurs, "satellite" n'est pas le bon mot non plus. Puisque la définition c'est "objet en orbite autour de..." Du coup, ça implique une orbite, donc ça implique pas de gravité apparente.

Après, tu peux aussi te foutre de tout ça et dire qu'il y a de la gravité artificielle créée par un "champ gravitationnel" que tu n'expliques pas (je ne connais pas ton univers) et qui permet aux vaisseaux d'avoir une gravité à l'intérieur no matter what.
Mais bon, si tu veux être "réaliste" et dans la précision : un satellite artificiel, par définition, le peut pas avoir d'effet de gravité à l'intérieur et donc, tout flotte.

[LaPlume]

Hello Hello

Si le sujet intéresse encore, je peux apporter quelques compléments aux réponses de Célia (qui sont tout à fait justes notamment sur la différence entre orbite stationnaire et orbite dynamique) : mes vieux cours de dynamique spatiale vont servir à quelque chose

Je me permets de remonter le sujet pour poser une petite question pour une nouvelle: l'histoire se passe dans un hôtel de luxe qui fonctionne habituellement comme un satellite géostationnaire au-dessus de l'Equateur. Son poids est de 300 000 tonnes.

1- à quelle altitude devrait-il être pour rester géostationnaire?

2- Si il est à 100km au dessus du niveau de la mer, reste-t-il assez de gravité pour que les objets à l'intérieur soient attirés vers la Terre?

Sur la question 1), rien de plus à dire.

Sur la question 2 :

- D'abord rappelons que le rayon terrestre peut être considéré comme environ de 6378 km entre la surface à l'équateur et le centre (la Terre est plutôt une sphère aplatie aux pôles et je suppose que la station sera lancée depuis un point proche de l'équateur, donc c'est une valeur plutôt maximale) ---> https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_de_la_Terre
- la force d'attraction gravitationnelle mutuelle est régie grosso modo par la loi de Newton (https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_unive ... ravitation).
- Ici, la seule variation qui influe sur la gravitation est donc la distance entre le centre de la Terre et le centre de la station : 100km de plus une fois que cette dernière est sur orbite.
- Autrement dit, la différence de gravité entre la station à terre et à 100km est directement proportionnelle à l'altitude de 100km par rapport au rayon de 6378km. Comme l'ordre de grandeur est assez faible, on peut simplifier le calcul et considérer que la baisse de gravitation à 100km = 100/6378 soit environ 1.6% de gravité en moins.

Autrement dit, en orbite statique, on est pas prêt de flotter à 100km d'altitude !


Un point supplémentaire important à prendre en compte : ce calcul est correct pour une orbite stationnaire, c'est à dire que le mouvement dû à la trajectoire est équilibré avec la force de gravitation.

En effet, dès qu'il y a mouvement il y en réalité forces de compensation ou forces d'inertie (plus précisément il y a accélération d'inertie, qui est l'équivalent d'une force, mais restons simple) ===> ces forces peuvent soit renforcer l'effet de gravitation (c'est-à-dire se sentir "plaqué" contre une surface) soit au contraire y être opposé (c'est le principe des vols paraboliques qui permettent d'être en apesanteur pour quelques secondes --> https://fr.wikipedia.org/wiki/Vol_parabolique)


Pour une station à 100km, l'altitude est trop faible pour qu'il n'y ait pas un mouvement artificiel afin de maintenir une vitesse orbitale suffisante pour ne pas s'écraser --> je suppose donc que le mouvement de la station est réalisé de telle sorte que la trajectoire permette de conserver une "force de gravité".
On peut cependant imaginer des structures complètement biscornues qui joueraient avec cet effet et permettrait de l'apesanteur, mais j'avoue ne pas penser que ce soit très réaliste.


Enfin, pour la petite histoire, notons que 100km est la limite arbitraire d'altitude où on se considère dans l'espace (https://fr.wikipedia.org/wiki/Ligne_de_K%C3%A1rm%C3%A1n) : ça signifie qu'à 100kjm, un avion classique doit conserver une certaine vitesse orbitale (ou un certain mouvement) pour ne pas tomber --> il y a donc bien largement gravité

[tomate]

Super! Merci LaPlume!