A l’université Case Western Reserve, basée à Cleveland dans l’Ohio, se trouve l’un des plus grands et des plus réputés laboratoires de recherche scientifique des États-Unis. Interesting Engineering s’intéresse à l’un des chantiers actuellement menés dans ce centre : le lancement d’un projectile à une vitesse horaire de 9000 000, soit environ 14 484 kilomètres par heure.
L’équipe de recherche prévoit d’utiliser un dispositif de propulsion constitué d’un canon à gaz léger d’une longueur de 12,2 mètres, qui sera utilisé pour lancer un projectile de 18 millimètres de diamètre. La cible?
Un réservoir rempli d’eau, d’une profondeur de 2,4 mètres. La méthode mise en place est similaire à celle employée dans le domaine spatial, pour simuler l’arrivée de météorites dans l’atmosphère. Pour pouvoir étudier précisément l’impact de la balle lorsqu’elle atteindra le milieu aquatique, l’équipe codirigée par Bryan Schmidt, professeur de mécanique et ingénieur en aérospatiale, a prévu un dispositif de captation absolument hors normes. La caméra qui immortalisera cet instant peut produire 200 millions d’images par seconde –c’est 8,3 millions de fois plus qu’au cinéma, où la cadence des images est de 24 par seconde.
Un budget de 1 million de dollars (921 000 euros) a été attribué à ce projet par le bureau de recherche navale de l’U.S. Air Force, qui souhaite, ensuite, utiliser les résultats de l’étude. L’objectif est de comprendre aussi précisément que possible ce qu’il se produit lorsqu’un objet lancé à très grande vitesse percute une cible. Car les conséquences d’une telle expérience peuvent être absolument surprenantes. Cet impact à grande vitesse peut notamment créer un phénomène de sonoluminescence, c’est-à-dire l’émission de photons par les bulles de gaz formées par le télescopage. Mais il peut aussi engendrer la formation d’une glace dite exotique, un type de glace dont la constitution chimique est différente de celles des glaces les plus communément trouvées sur Terre et dans l’espace.
La vitesse d’un tel projectile sera environ 2,6 fois plus grande que celle du son dans l’eau, qui est de 3500 000 par heure (5600 km/h environ), et 11,7 fois plus importante que la vitesse du son dans l’air (767 miles par heure, soit environ 1200 km/h).
On parle donc ici de vitesse hypersonique, ce qui intéresse grandement le secteur militaire américain, toujours en recherche d’armes capables d’atteindre de très hautes vitesse de propulsion.