Vitesse Lumière
La voile solaire
La voile solaire fonctionne comme un voilier sauf qu’au lieu d’être propulsée par le vent qui vient percuter la voile elle est propulsée par la pression produite par les photons qui viennent la percuter (pression de radiation).
On parle de pression de radiation car la lumière du soleil exerce une pression sur la voile qui la fait avancer. La lumière est composée de photon et lorsqu'un photon arrive sur un objet cet objet va subir un recul, c’est l’impulsion du photon.
On peut calculer l’impulsion du photon avec cette formule:
p : impulsion du photon en kg×m/s
h : constante de Planck : 6,6×10^-34 J×s
v : fréquence (en hertz)
c : vitesse de la lumière : 3×108 m/s
λ : la longueur d’onde (en m)
Nous ne parlerons pas des vents solaires car ils exercent une poussée vraiment très négligeable.
Pour que la voile solaire se déplace à grande vitesse il faut à la fois qu’elle soit la plus grande possible pour qu’un maximum de photon l’atteigne mais aussi qu'elle soit la plus fine et la plus légère possible.
Mais même en réunissant ces conditions la voile solaire n’atteindrait que 5 à 25 kilomètres par seconde c’est pourquoi il est nécessaire pour atteindre une vitesse plus importante qu’elle soit éclairée en plus du soleil d’un laser géant provenant de la terre.
Ainsi une voile solaire d’environ 10 km² atteindrait au bout de trois ans une vitesse maximale de 11% de la vitesse de la lumière soit environ 33 000 kilomètres par seconde.
L’énergie nécessaire serait alors de 6,15×1018 joules, ce qui représente la moitié de la production annuelle d'électricité des Etats-Unis en 2001.
