La lune, les marées, et l'énergie associée

[oxedions]

Bonjour à tous,

J'ai laissé une suite de questions en suspens depuis un moment, et je me permets donc de vous les soumettre. Je pense que ce genre de questions devrait trouver un certain écho parmi vous. Bien que passionné par tout ce qui touche à l'espace, les équations utilisées ici sont hors de mon domaine de connaissances actuel. Excusez donc la vulgarisation de la chose.

Soit la Lune, la Terre, et les océans.

La lune provoque en grande partie les marées, c'est un fait. Les lois de la gravité sont applicables à la notion de fluide.
Nous avons donc un système comme tel :



Première question : ce système est-il selon vous "instable ?". Cela a donné un grand échange avec un professeur de lycée qui me soutenait mordicus que non, que la Lune pouvait tourner indéfiniment tel quel. Je suis au contraire persuadé du contraire : le mouvement des marées provoque une friction, donc une transformation de ce mouvement en énergie thermique, elle-même rayonnée/dissipée, donc perdue. Il y a donc puisement dans une source d'énergie, pour moi l'énergie cinétique de la Lune. Qu'en pensez-vous ?

La question m'est venue en pensant aux hydroliennes. Les échelles sont sans communes mesures avec les forces en jeu à l'échelle d'une Lune, mais ces hydroliennes puisent donc leur énergie dans l'énergie cinétique de la Lune. Est-ce que je me trompe ?

Dernière question : sur ce postulat, et en sachant que la Lune se rapproche petit à petit de la Terre, dans combien de temps la Lune entrera en contact avec la Terre ? La vitesse de rapprochement va s’accroitre avec le temps.

Je souhaite en profiter pour apprendre les équations de bases liées à ces phénomènes, pour ensuite les transmettre à mes enfants, en utilisant Kerbal par exemple…

Ox

[Dark Vadrouille]

La vitesse ainsi que la distance de la lune a changé au cours du temps. Elle tend à s'éloigner de la terre si je ne dis pas de bêtises de l'ordre de 2-3 cm par an.
Il me semble avoir ou lu ça dans le chaos et l'harmonie de Trinh Xuan Thuan ou tout bêtement vu dans un documentaire.

Si la lune s'éloigne c'est que mécaniquement l'échange d'énergie n'est pas stable.

Les hydroliennes tirent leur énergie des courants marins (conséquence du phénomène de marées).

Je ne suis absolument pas expert dans le domaine, d'autres sur le forum sont largement plus compétents pour répondre à tes questions

Édit : Qu'est ce que Kerbal ?

[TourneLune]

t'as de drôles de QALC!!

[oxedions]

La vitesse ainsi que la distance de la lune a changé au cours du temps. Elle tend à s'éloigner de la terre si je ne dis pas de bêtises de l'ordre de 2-3 cm par an.

Effectivement, la Lune s'éloigne ! Je ne savais pas cela, merci ! Donc finalement cette partie des questions est inverse: quand nos descendants n'auront-ils plus de marées ? Peux t'on calculer facilement le décrochage de la Lune ? J'en doute car il doit y avoir nombre de facteurs à inclure, mais je tente tout de même la question

Édit : Qu'est ce que Kerbal ?

Un jeu très bien fait pour apprendre les notions d'astrophysique aux enfants et aux grands enfants. Surtout aux grands enfants...
https://www.kerbalspaceprogram.com/en/
Ne vous y fiez pas, le jeu est EXTRÊMEMENT difficile, surtout Moddé. Poser son premier module sur une Lune est un moment unique.

t'as de drôles de QALC!!

On a tous nos petits délires

[Dark Vadrouille]

Du coup je suis allé vérifier, la lune s'éloigne de 3,78 cm par an. Et il me semblait aussi mais je n'en étais plus très sûr, la vitesse de rotation de la terre s'amenuise également.
Les 2 corps seront éjectés de leur orbite à terme.
En fait, même sans lune il y aura des marées (mais beaucoup beaucoup moins importante j'imagine), dû à l'attraction du soleil sur la terre et réciproquement.

J'imagine que si tu connais les vitesses des 3 objets (terre - lune - soleil), leur trajectoire ainsi que les forces gravitationnelle tu pourrais commencer à faire quelques calculs, mais je n'en sais pas plus je ne suis pas suffisamment calé en maths, c'est d'ailleurs un point que je vais travailler prochainement en reprenant depuis le début.

Le jeu est directement sur le site de Kerbal, ou il faut télécharger des modules ?

[TourneLune]

A l'époque en prépa, j'avais fait un bidule sur le tremplin gravitationnel et les calculs ne sont pas mathématiquement si compliqués. Ce qui l'était plus c'était de simplifier l'ensemble et de décider ce qui était significatif ou pas. Je sais que nous on avait pris de grosses approximations pour pouvoir définir une trajecto un peu complexe entre plusieurs planètes et ça avait été confirmé par le type du CNES qu'on avait été voir. Mais bon, la problématique était différente.
Je suppose qu'il te faut trouver la limite de distance à laquelle la trajectoire passe de parabole à hyperbole mais purée, c'est trop vieux pour pouvoir t'aider beaucoup plus... Et tant que la Lune sera là, y aura des marées, même minimes.
L'attraction sur soleil sur la masse liquide de la terre doit avoir un effet mais pas avec la même fréquence du coup, ça doit juste suivre le soleil et être vraiment microscopique.


Sinon je me demandais du coup pourquoi les satellites artificiels se cassent la gueule sur terre? C'est une action volontaire?

[Dark Vadrouille]

Sinon je me demandais du coup pourquoi les satellites artificiels se cassent la gueule sur terre? C'est une action volontaire?

Mes propos sont à vérifier, mais je crois que tout corps en orbite basse est en train de tomber tout le temps. Il n'est maintenu que par sa vitesse de déplacement (> 28000km/h, vitesse à atteindre pour s'extirper de l'orbite terrestre).
Ils peuvent tomber pour plusieurs raisons :
Un impact qui le décalerait de sa trajectoire
Un choix volontaire des exploitants du satellite
Une baisse de vitesse

Après il y a les satellites géostationnaires (types télécommunications), mais ceux-ci sont suffisamment éloignés de la terre pour ne plus subir son attraction.

[TourneLune]

Ah oui je me souviens. Trop près tu tombes, geostationnaire je crois que c'est surtout que la vitesse de déplacement nécessaire est également à celle de rotation de la terre du coup ils semblent immobiles par rapport au sol ?
Pourtant y a des satellites qu'on laisse pourrir là-haut, parait que c'est une décharge aussi...

[oxedions]

Le jeu est directement sur le site de Kerbal, ou il faut télécharger des modules ?

Non, le jeu est disponible dessus ou sur GOG. Les mods sont gratuits (enfin en principe). Je recommande comme avec Factorio de faire le jeu sans les mods pour commencer.

Ah oui je me souviens. Trop près tu tombes, geostationnaire je crois que c'est surtout que la vitesse de déplacement nécessaire est également à celle de rotation de la terre du coup ils semblent immobiles par rapport au sol ?
Pourtant y a des satellites qu'on laisse pourrir là-haut, parait que c'est une décharge aussi...

Je vais revérifier, mais il me semble qu'il existe une multitude d'orbites stables. Tout est question de vitesse d'injection initiale (sans compter bien sur les "perturbations" extérieurs, comme dis par Dark Vadrouille). Après en fonction de la hauteur de l'orbite, on peut avoir une vitesse synchronisée avec celle de la terre, d'où le géostationnaire.

Il y avait aussi un article récemment sur la tentative de nettoyage des orbites... (https://www.francetvinfo.fr/sciences/es ... 48951.html) A mon avis, au bout d'un moment on finira par aller faire du recyclage car ce sera une mine d'or