Si le rendement du laser proprement dit est de 60%, 66 MW de chaleur seront à évacuer dans le vide par un radiateur dont la surface, même s'il rayonnait comme un corps noir à 60°K, devrait atteindre près de 100 km2. On constate ainsi que le rendement global d'un laser à pompage électrique pourrait excéder 50% (compte tenu de la pompe de circulation), mais que la nécessité d’avoir un radiateur de chaleur à 60 °K représente, sur le plan du poids et de l’encombrement du satellite, une contrainte d’autant plus marquée que la surface des capteurs nécessaire pour produite l'électricité du laser sera notablement inférieure (1 km2 si les capteurs ont un rendement de 20%). (Remarquons que, dans le cas d’un laser à CO2, dont le rendement est de 20% environ, il faudrait évacuer, pour la même puissance rayonnée, 400 MW de chaleur. Par contre, le rendement du laser à CO2 reste acceptable jusque vers 400 °K. Dans ces conditions, pour un laser fonctionnant entre 300 et 400 °K, il faudrait un débit de 1 tonne/seconds de gaz, maintenu par une pompe de 40 MW. Le rendement du système complet serait de 18% environ, mais la surface du radiateur nécessaire n’est plus que de 1 km2.) Par contre, la surface collectrice d’énergie est un peu plus du double de celle requise pour le laser à CO. 4.2 Laser A Pompage Electrique et Détente Il existe un moyen de concilier le rendement élevé du laser à CO, et un radiateur réduit: c’est le laser à pompage électrique et détente. Son principe fait appel à une détente supersonique dans une tuyère pour abaisser la température de CO. Il faut donc disposer d’un compresseur P assez puissant pour provoquer la détente, mais, en contrepartie, la température en amont de la tuyère T peur être élevée, alors qu’en fin de détente la température atteint les 65-80 °K requis. La Fig. 8 représente le schéma et les caractéristiques d’un tel ensemble, proposé par J.D.G. Rather (9). Toujours pour la même puissance de 100 MW émis, un rendement de laser de 65%, la puissance à évacuer par le radiateur est de 46 MW, et le rendement global de 47%. La température d’arrêt de CO étant de 300 °K environ, la surface du radiateur s’abaisse vers 0.1 km2. Le laser à CO à détente apparaît ainsi, en conclusion, comme le meilleur transformateur actuellement disponible entre énergie électrique et énergie lumineuse. Il reste maintenant à examiner les deux autres maillons de la chaîne: le faisceau et la collection d’énergie au sol. 5. LA PROPAGATION DU FAISCEAU LASER Le faisceau, traversant l’atmosphère, subit de ce fait une absorption qui dépend de l’épaisseur d’air traversée, c’est-à-dire à la fois de l’altitude et de l’inclinaison du faisceau. Pour un faisceau vertical, on peut (10) tirer de la Fig. 9 la transmission atmosphérique en fonction de l’altitude. On y constate immédiatement l’intérêt du laser à CO (k — 5 /xm) par rapport au laser à CO2, ainsi que l’avantage de placer les récepteurs en un site relativement élevé (h > 2 km). Des études plus approfondies montrent d’autre part que l’absorption du faisceau s’accroît aux très fortes densités d’énergie (>103 W/cm2), mais il est peu probable, pour d’autres raisons, qu’une telle densité soit atteinte.
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