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Emmanuel Brousse
À savoir | 28 février
11 mn
La planète Kepler 186-f a tout pour plaire. Ni trop grande, ni trop petite, située à bonne distance de son étoile et disposant d'un sol rocheux. Seul bémol : elle se situe dans la constellation du Cygne, à 500 années-lumière de la Terre, soit 9460 milliards de kilomètres. Des distances aussi gigantesques la rendent inaccessible à la technologie humaine. Pour atteindre cette planète, il faudrait 8,7 millions d'années à la sonde Voyager 1, le seul objet humain à avoir quitté le système solaire qui se déplace pourtant à la vitesse de 62 136 km/h…
À moins de s'armer de beaucoup de patience, il va donc falloir découvrir des systèmes de propulsion plus efficaces pour explorer l'immensité du cosmos. Et sur ce plan, les scientifiques ne manquent pas d’idées.
6 technos pour aller dans les étoiles © DR

Le voilier spatial à guidage laser

Il existe un vaisseau qui n’utilise aucun carburant pour se mouvoir dans l'espace : le voilier spatial. Philippe Lubin, ingénieur à la NASA, a présenté ce type d'appareil au public l'année dernière et a estimé qu'en emportant 100 kilogrammes de matériel, il pourrait atteindre Mars en trois petits jours grâce à une vitesse stupéfiante d’un tiers de celle de la lumière. Et pour une mission habitée, un petit mois serait suffisant.
Pour atteindre des vitesses aussi folles, le vaisseau est propulsé par un énorme laser tiré depuis la Terre et recueilli par une « voile ». Cette possibilité est prise très au sérieux par la NASA et Philippe Lubin estime que cette technologie pourrait voir le jour relativement rapidement pour propulser des sondes dans le système solaire avec un laser d'un mètre de large. Pour atteindre Alpha du Centaure, il faudrait un très très gros laser gravitant dans l'espace et d'une largeur de 10 km.
Avantages
 Pas de carburant.
 Vitesse incroyable.
 Le laser peut être réutilisé pour propulser une multitude d'autres vaisseaux et pour d'autres tâches comme détruire des astéroïdes menaçants, communiquer à très longue distance, etc.
 Pas de radioactivité.

Inconvénients
 Les vaisseaux ou sondes envoyés auront du mal à ralentir.
 Les vaisseaux ou sondes envoyés auront quand même besoin de moteurs pour manœuvrer.
 Il faut fabriquer un laser géant d'un mètre de large pour aller sur Mars, et de 10 km de large pour rejoindre des étoiles lointaines.

Des bombes nucléaires pour accélérer de gros vaisseaux

Les moteurs de fusées classiques utilisent la propulsion chimique. En brûlant un mélange explosif, on déclenche une combustion et la puissance du souffle fait décoller la fusée en lui donnant une vitesse considérable. Pour aller bien plus vite – et donc bien plus loin – il suffirait de déclencher des explosions plus puissantes. Et pour ça, quoi de mieux que des bombes nucléaires ?
Cette possibilité est depuis longtemps envisagée par les scientifiques. Dès 1947, l'idée est proposée par le mathématicien Stanislaw Ulam. En 1950, les scientifiques américains commencent à plancher sur le projet ORION visant à envoyer de gros vaisseaux sur les planètes du système solaire grâce à des moteurs utilisant la puissance de nombreuses petites explosions nucléaires. Le projet durera sept ans mais finira par être abandonné pour des raisons financières et politiques. En peine crise des missiles de Cuba, le nucléaire inquiétait plus qu'il n'enthousiasmait.
Mais l'idée de la propulsion nucléaire n'était pas enterrée pour autant et d'autres projets envisagèrent d'utiliser l'atome pour repousser les limites de la conquête spatiale. Les programmes Daedalus et Longshot menés par les Britanniques et la NASA imaginèrent des appareils mus par la propulsion nucléaire, et visant à atteindre en moins de 100 ans des planètes situées à plusieurs années-lumière.
Bimodal Nuclear Thermal Rocket in Low Earth Orbit © Nasa
Projet Copernicus de la Nasa
Avantages
 La technologie la mieux maîtrisée à l'heure actuelle.
 Relativement peu coûteux.
 Possibilité de déplacer de gros vaisseaux.

Inconvénients
 Risque d'accidents liés aux explosions nucléaires.
 Radiations dangereuses.
 Difficulté de concevoir un réacteur capable de résister à une série d'explosions atomiques.

La fusée à antimatière

Pour atteindre des vitesses très élevées, rien de tel qu'un bon carburant. Et dans l'absolu, le meilleur carburant disponible semble être l'antimatière. Cette substance méconnue produit des quantités considérables d'énergie en entrant en contact avec de la matière. À titre de comparaison, un kilogramme d'antimatière produit 6 milliards de fois plus d'énergie que la combustion d'un kilogramme de bois et 2 milliards de fois plus d'énergie qu'un kilogramme d'essence. Dix petits milligrammes d'antimatière permettraient de propulser une fusée sur Mars en un mois !
Malheureusement, il n'est pas très simple de produire et de stocker de l'antimatière. Les accélérateurs de particules géants ont réussi à produire jusqu'à 309 antiatomes mais on est encore loin des 10 milligrammes requis. La NASA estime à au moins 250 millions de dollars le coût de production d'une telle dose d'antimatière. Très cher mais pas inabordable. Reste le problème du stockage. Sachant que l'antimatière explose au moindre contact avec la matière, il faut la confiner dans du vide grâce à des champs magnétiques.
Fusée à anti-matière © DR
Fusée à anti-matière
Malgré toutes ces contraintes, l'antimatière reste un candidat de choix comme carburant pour les missions spatiales du futur. Ryan Weed et son équipe de Positron Dynamics espèrent lancer un petit appareil de la taille d'une boîte à chaussures en orbite autour de la terre dans les années à venir. L'entreprise vise Alpha du Centaure, étoile la plus proche du Soleil, en 40 ans de voyage.
Avantages
 10 milligrammes pour aller sur Mars, ce n'est vraiment pas beaucoup.
 La puissance dégagée permet d'atteindre des vitesses inimaginables.
 Une fois la production d'antimatière mieux maîtrisée, les fusées utilisant ce carburant pourraient rendre bien moins onéreux les missions spatiales.

Inconvénients
 L'antimatière dégage aussi une forte radioactivité.
 La production d'antimatière est loin d'être au point.
 Le stockage d'antimatière reste à inventer.

Le réacteur « Warp Drive » utilisant la métrique d'Alcubierre

Quarante ans pour rejoindre Alpha du Centaure, c'est un peu long. Le physicien mexicain Miguel Alcubierre a proposé une alternative pour réduire drastiquement cette durée en dépassant la vitesse de la lumière, ce qui est théoriquement impossible. Pour y arriver, Alcubierre a imaginé un dispositif capable de protéger un vaisseau dans une « bulle » puis de compresser l'espace devant celle-ci afin de réduire la distance. Cette méthode parviendrait à propulser l'Homme à des vitesses supraluminiques (au-delà de celle de la lumière) sans entrer en conflit avec les lois de la physique. Mais cette technologie est très loin d'être disponible, elle nécessiterait une masse d'énergie considérable (probablement obtenue par l'antimatière) et elle aurait également pour désavantage de tout désintégrer sur son passage, y compris la destination potentielle.
6 technos pour aller dans les étoiles © DR
6 technos pour aller dans les étoiles © DR
Avantages
 Des vitesses supraluminiques.
 Utiliser la même méthode que l'Enterprise de Star Trek.

Inconvénients
 Une technologie complètement hypothétique, voire impossible à mettre en œuvre.
 La désintégration de tout ce qui se trouve sur le passage du vaisseau, y compris la planète d’arrivée.

Mentions honorables

 Le réacteur EM drive à cavité résonnante électromagnétique permettant de propulser un vaisseau grâce aux rebonds de micro-ondes dans une cavité sans utiliser de carburant.
Le réacteur EM drive à cavité résonnante électromagnétique © DR
Le réacteur EM drive à cavité résonnante électromagnétique
 Le voyage par des « trous de vers » créés artificiellement pour se déplacer instantanément grâce à une courbure de l'espace-temps.
Le voyage par des « trous de vers » © DR
Crédits photo : Nasa, DR
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Article paru dans le numéro #100 PÉPITES
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