UTILISATION DE L'APPLET GLENANS

(version 4.2 / Décembre 1997 - J.Y. Prado/U3P)

Objectifs

Cette applet correspond à un double objectif:

- démontrer le principe de la navigation interplanétaire à l'aide de voile solaire,

- permettre à des individus ou des équipes de rentrer en compétition via le réseau en vue de proposer la meilleure stratégie de navigation pour atteindre un objectif donné.

Dans un avenir proche (quand la simulation aura été suffisamment testée), des objectifs de course seront régulièrement proposés, en jouant sur la planète de destination, la performance de la voile et la date de départ. Le logiciel pourra être téléchérgé et utilisé librement en application Java autonome sur la machine de l'utilisateur. En particulier, des fichiers de résultats pourront être sauvegardés et envoyés sur le site qui nous héberge (sous forme de fichier texte dans le corps d'un message).

Dans un premier temps, vous êtes invité à piloter une voile de taille modeste pour la conduire depuis la Terre jusqu'à la banlieue de Mercure. En fait, c'est une grande banlieue puisque le critère d'interception a été fixé à 50 millions de kilomètres. Si vous y arrivez, vous serez récompensé par des effets spéciaux Spielbergiens...

Présentation

Au démarrage, l'écran se présente ainsi, organisé en quatre panneaux:




- panneau A : panneau de commande de l'applet

De haut en bas:

Pour étudier de nouvelles possibilités de trajectoire à partir d'un point ainsi sélectionné, cliquer sur REGLAGE ou MONTRER.

Pour repartir, cliquer sur DEPART.

Pour repartir, cliquer sur DEPART.


Panneau B : Réglage de la voile


Deux paramètres sont utilisés pour modéliser la voile:

- l'efficacité S/M, rapport entre la surface (m2) et la masse (kg) de la voile. Un S/M de 40 correspond, par exemple, à une voile de 4000 m2 pour une masse de 100 kg, ce qui correspond à ce qu'il serait possible de réaliser avec les technologies actuelles. Ce paramètre peut être choisi entre 0 et une valeur maximale qui dépend de la course. En dehors du contexte course (bouton Compétition du panneau décoché), le maximum est placé à 100.

Le S/M occupe la partie gauche du panneau. Pour le régler grossièrement, déplacer le curseur à l'aide de la souris. Pour en modifier incrémentalement la valeur affichée dans le rectangle à droite et au dessus du curseur, cliquer sur le signe plus ou moins à droite du rectangle.

En dessous du curseur, le correspondant du S/M utilisé par les anglo-saxons (lightness number), qui traduit le rapport entre l'accélération gravitationnelle (attractive) et photonique (répulsive) du Soleil dans le cas où la normale de la voile serait pointée vers le Soleil. Un S/M de 40 correspond à peu près à un indice de performance (lightness number) de 6%.

- l'orientation de la voile, entre +90° et -90° par rapport à la direction du Soleil, symbolisée par le rond jaune. Pour changer grossièrement l'orientation, cliquer sur la barre. Pour changer par pas de un degré, cliquer dans un des petits carrés près du centre. Une valeur positive de l'angle (fond orange de la barre) va créer une composante tangentielle opposée à la vitesse de la voile donc entraîner une trajectoire qui aura tendance à se rapprocher du Soleil. Au contraire, une orientation négative (fond rose) entrainera une augmentation de l'énergie donc une trajectoire vers l'extérieur.

La valeur en cours de l'orientation est affichée dans le petit rectangle en haut à droite de la barre.

Un changement de l'orientation de la voile se traduit à l'écran par des mises à jour des panneaux C et D. Une symbolisation de l'ombre portée est effectuée dans le cadre entourant le panneau D.

Il est possible de changer l'orientation de la voile ou le S/M sans interrompre la simulation.


Panneau C : Suivi de la voile et de la mission


Ce panneau se compose des sous panneaux suivants (de bas en haut):

Représentation des vecteurs accélération et vitesse dans le repère orbital local

Dans le cadre intitulé " Orientation voile ", se trouve à gauche le diagramme de l'accélération et à droite celui de la vitesse. Pour les deux diagrammes, la direction du Soleil est symobolisée par un rond jaune.

Le vecteur accélération a un module qui varie selon le cos2 de l'angle que fait la normale à la voile par rapport à la direction du Soleil. La courbe en forme de goutte d'eau est cette fonction cos2. Le vecteur accélération est en rouge, ses composantes radiale et tangentielle sont en orange ou rose selon le signe de l'orientation sélectionnée.

Le panneau vitesse à droite représente l'orientation du vecteur vitesse (en rouge) et ses composantes radiale (segment vertical) et tangentielle (horizontal).

Module des vecteurs vitesse et accélération

Le cadre " Controle Voile " donne les valeurs numériques des composantes radiales (indice r) et tangentielles(indice t) des vecteurs vitesse (en mètre par seconde) et accélération (en centième de millimètre par seconde).

Nota: les informations de ce cadre sont relatives à la dernière position calculée de la voile et non à la position " actuelle ". Ces informations ne sont donc utilisables qu'en mode REGLAGE (valeurs vitesse et accélération obtenues au bout d'un an) ou DEPART (valeurs actualisées correspondant à la date affichée dans le cadre supérieur (suivi mission).

Fond de ciel correspondant au demi-espace côté Soleil

Le fond de ciel est représenté comme vu à travers un hublot. Actuellement, il n'y a que le Soleil et la Terre, lorsqu'elle est dans le même demi espace que le Soleil.

Informations d'orbitographie

De haut en bas:

Date de départ (inchangée)

Date en cours (année-mois-jour)

Nombre de jours depuis le départ. Cette donnée prend parfois des valeurs étranges. Ce peut être le signe d'une valeur de temporisation trop faible (cf panneau A, TEMPO).

Distances, en millions de kilomètres, entre la voile et le Soleil, la voile et la Terre, et, lorsque le mode Compétition est actif (cf panneau A), distance à la cible / distance d'interception.


Panneau D : Représentation des positions héliocentriques




Guide d'utilisation

Avant de démarrer

- Vérifier que le paramètre de temporisation (TEMPO) est bien adapté à votre configuration. Pour cela, quel que soit le réglage de la voile, lancez la simulation (DEPART) et observez l'évolution des informations de date dans le cadre supérieur du panneau C. Si ca cafouille, réduisez la valeur TEMPO.

- Pour vérifier que l'applet se déroule correctement sur votre machine, sans changer la position initiale de la voile, sélectionnez un S/M nul (ou une orientation par rapport au Soleil de +/- 90°), ce qui aura pour effet d'annuler l'accélération d'origine photonique. Lancer la simulation. Si tout se passe bien, au bout de 365 jours, la voile reviendra se confondre avec la Terre (distance nulle).

- Si vous êtes connecté par ligne téléphonique, vous pouvez, une fois l'applet chargée, vous déconnecter et économiser ainsi sur votre facture téléphonique. C'est le principe même des applets Java de s'exécuter sur la machine de l'utisateur.

Conseils d'utilisation

- Principe de base: en toute circonstance, rester calme. Cliquer sur les boutons comme un malade ne peut qu'entrainer confusion et frustration.

- Attendre, avant de cliquer sur un bouton, que l'état affiché (panneau A) corresponde à l'état qui avait été demandé précédemment.

- Eviter d'avoir trop d'applications, de fenêtres ouvertes...

Problèmes (plus ou moins) connus

- Le mode MONTRER a tendance à bloquer l'applet. Il ne faut donc pas en abuser.

- Il y a un écart d'un jour entre la date départ et la date affichée.

- Le passage a l'année 2000 n'a pas été la préoccupation principale des concepteurs de cette version de Java.

- La mémorisation de la trajectoire est limitée à 1000 jours.

- Selon le navigateur utilisé, la mise en page et les couleurs peuvent varier.

- Selon l'instant où les calculs s'arrêtent, suite au clic d'un bouton, des informations peuvent être complètement farfelues (Jour en particulier).

Evolutions envisagées

- corrections des bogues identifiés (à cet effet, si vous rencontrez des difficultés ou des anomalies, signalez le en utilisant le lien situé en dessous du compteur d'accès).

- lorsque le critère d'interception est satisfait, l'écran devient jaune... C'est d'une sobriété un peu anachronique.

- dans le hublot, seuls sont représentés la Terre et le Soleil. Un fond de ciel étoilé serait plus réaliste.

- tous les calculs et la représentation sont en 2D (les coordonnées hors du plan de l'écliptique sont calculées mais ignorées). Une option 3D est peut être souhaitable.

- en plus des planètes, il est prévu de visualiser quelques astéroides. Compte tenu de l'inclinaison de leur orbite, la représentation des comètes devra attendre une représentation 3D.

- aide à la navigation par affichage de davantage de paramètres d'orbite.

- utilisation de l'applet en mode application, après téléchérgement sur la machine utilisateur, ceci afin d'autoriser la création de fichiers de résultats. Cette extension est en cours de test et devrait être disponible dès les principaux bogues corrigés.

- traduction en Anglais de cette page d'aide.


- Informations techniques

Sur l'applet

Programmée sur Mac PowerPc, en utilisant le JDK 1.0.2 fourni avec le bouquin JAVA de MacMillan.

En plus de la documentation associée au JDK, j'ai utilisé JAVA in a nutshell (Editions O'Reilly) JAVA PC Poche (Micro Applications).

Cette page d'aide a été réalisée avec Word6 Internet Assistant pour Mac.

Sur les hypothèses

Les seules accélérations prises en compte dans le calcul sont l'attraction gravitationnelle du Soleil et la pression photonique qu'il exerce sur la voile. L'accélération gravitationnelle de la Terre (et des autres planètes) n'est pas prise en compte.

Les conditions initiales de l'orbite de la voile correspondent à la vitesse moyenne de la Terre. Il est donc normal que la distance Terre-voile ne reste pas nulle tout au long de l'orbite ballistique pouvant servir de test (cf 'conseils d'utilisation').

Sur la méthode de calcul

Intégration numérique Runge-Kutta d'ordre 4, avec un pas d'intégration constant de un jour.


Remerciements

La réalisation de cette course virtuelle a bénéficié de la contribution de

Alain Perret, membre fondateur de l'U3P, grand spécialiste de mécanique spatiale,

Guy Pignolet, actuel Président de l'U3P, qui a écrit dans les années 80 un logiciel de simulation de la Course Terre Lune, dont la partie intégration numérique a été reprise ici,

Akkana Peck qui a développé les objets calcul de position des planètes et autorisé leur utilisation pour cette applet. Visitez son site : http://www.best.com/%7Eakkana/index.html,

Olivier Boisard qui a permis l'implantation de ce site à l'Ecole Centrale de Lille.

J'espère que cette liste s'allongera car, vous pouvez le constater vous même, il y a encore beaucoup de travail pour donner à cette simulation un rendu plus réaliste: fond d'étoiles, perspectives 3D, affichages plus artistiques...Si vous connaissez le langage Java et avez envie de donner un coup de main, vous êtes bienvenu(e). Contactez moi.

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