A quoi ressemblera le premier vaisseau spatial interstellaire ?

C’est la question à laquelle des scientifiques, des ingénieurs et des auteurs de science-fiction ont tenté de répondre la semaine dernière à la Royal Astronomical Society de Londres. Si dans la science-fiction, les vaisseaux peuvent voyager d’un système planétaire à un autre en quelques secondes, dans la réalité, c’est beaucoup plus compliqué…

Tout d’abord, il faut savoir que les organisations qui s’intéressent au voyage interstellaire sont de plus en plus nombreuses. Selon Jim Benford, physicien et chercheur : « Il y a quelques années, il n’y avait qu’une seule organisation dans le monde qui travaillait sur les voyages interstellaires. Maintenant, il y en a cinq. »

Les pionniers

Personne ne considérait le voyage interstellaire comme possible. Pourtant, tout a changé en 1968, quand Freeman Dyson, un physicien à l’esprit original, a réfléchi aux possibilités offertes par le nucléaire. Il a ainsi imaginé une fusée qui accélèrerait grâce à une succession d’explosions nucléaires.

vaisseau fusion daedalus

Dessin du vaisseau spatial à fusion nucléaire Daedalus

Puis dans les années 70, la British Interplanetary Society a mis en place le projet Daedalus (l’unique organisation qui réfléchissait aux voyages interstellaires). Ce vaisseau inhabité devait utiliser une fusée à fusion pour atteindre 12% de la vitesse de la lumière. Ainsi, atteindre l’étoile de Barnard qui se trouve à 6 années lumière de nous, ne prendrait plus que 50 ans. Ils avaient choisi cette étoile (qui n’est pas la plus proche) car à l’époque, ils pensaient que c’était celle qui avait le plus de chance d’héberger une planète dans son système.

Le problème de la distance

Pour voyager d’un système à un autre, le plus gros problème est sans aucun doute la distance. Imaginez un peu, les États-Unis ont dépensé pendant des dizaines d’années un budget colossal pour envoyer seulement 24 astronautes sur la Lune. Et d’un point de vue astronomique, la Lune, c’est la porte à côté !

Pour que vous puissiez vous représenter : imaginez que la Terre (qui a un diamètre de 12 742 km) est réduite à la taille d’un grain de sable. Posez ce grain de sable sur mon bureau à Toulouse. La Lune serait alors un grain de sable plus petit se trouvant à seulement 3 centimètres de la Terre. Le Soleil serait de la taille d’une petite balle qui se trouverait dans le couloir de l’immeuble à 12 mètres de mon bureau. Et la première étoile, Alpha du Centaure B (qui se trouve à plus de 4 années lumière) se trouverait à 3200 km de mon bureau quelque part au sud du Groenland.

Le problème de la fusée

Pour qu’une fusée puisse accomplir un tel trajet, il faut oublier les fusées chimiques comme celles que nous avons actuellement. Par exemple, Voyager 1 qui est l’objet le plus éloigné de nous et qui voyage à la vitesse de 14km/s mettrait plus de 75000 ans pour atteindre Alpha du Centaure, (s’il allait dans cette direction). Et pourtant, cette sonde a été propulsée par une fusée et a profité de l’effet de fronde gravitationnelle autour de planètes à plusieurs reprises.

projet-orion fusée atomique

Le projet Orion et son vaisseau propulsé aux explosions atomiques

Si on veut voyager vite et loin, il nous faut au moins une fusée avec un moteur nucléaire. Par exemple, la fusée Orion du Docteur Dyson mettrait 130 ans à arriver sur Alpha du Centaure. Et la fusée à fusion Daedalus mettrait moins de temps. Mais ces 2 fusées ne pourraient pas freiner. Car il faudrait qu’elles embarquent le double d’énergie pour s’arrêter. Ainsi, ces 2 vaisseaux spatiaux passeraient devant les planètes à la vitesse de l’éclair et traverseraient le système stellaire en quelques jours. Les passagers devraient alors se contenter de la vue et des données qu’ils pourraient collecter pendant le trajet.

Le problème du combustible

Même si on fabriquait des vaisseaux spatiaux qui ne peuvent pas s’arrêter, il y aurait le problème du combustible. Une fusée nucléaire pèserait au minimum 54 000 tonnes, car elles doivent transporter leur combustible. Et ce combustible a une masse qui nécessite donc plus de combustible pour accélérer la fusée. Et dans le cas de Daedalus, le combustible est de l’Hélium 3 qui n’est pas facile à se procurer, à moins d’aller le récupérer dans l’atmosphère sur Jupiter.

Une des solutions serait le vaisseau à voile. Il ne serait pas propulsé par le vent, mais par un puissant faisceau laser ou à micro-onde qui lui permettrait d’atteindre une fraction de la vitesse de la lumière. Et le vaisseau foncerait tout droit sur sa destination. L’avantage ? Pas besoin de transporter de combustible dans le vaisseau ce qui réduit considérablement son poids. Pour freiner, le vaisseau pourrait utiliser l’énergie de l’étoile cible en déployant une deuxième voile magnétique.

Le problème du coût

Avec un vaisseau interstellaire à voile, le coût est enfin abordable même s’il faut vraiment relativiser. Pour envoyer une petite sonde en dehors du système solaire en utilisant cette technologie, (pas pour l’envoyer vers une autre étoile) il faudrait utiliser autant d’électricité qu’un petit pays, et il faudrait que cette énergie soit envoyé sous la forme d’un faisceau depuis des satellites en orbite autour de la Terre. Un vaisseau interstellaire qui se déplacerait à un dixième de la vitesse de la lumière nécessiterait plus de puissance que tout ce dont notre monde moderne a besoin. Le coût estimé est astronomique, et se compte en milliers de milliards d’euros, de dollars ou de ce que vous voulez.

Optimisme naïf ?

Quand on voit tous les problèmes, on peut facilement se dire qu’il faudra des centaines voir des milliers d’années avant qu’on soit capable d’effectuer un voyage interstellaire. Il faudrait d’abord exploiter les ressources de plusieurs planètes du système solaire, assurer la sécurité des passagers.

Pour ceux que cet article vient de décourager, il faut se rappeler que l’homme est très mauvais quand il s’agit de faire des prédictions. Thomas Jefferson, le 3e président des États-Unis, de 1801 à 1805, pensait qu’il faudrait un millier d’années pour que la frontière des Etats-Unis puisse avancer jusqu’à l’Océan Pacifique. Parfois, certaines choses aux limites du possible peuvent arriver plus vite.

Pour paraphraser Douglas Adams dans le Guide du voyageur galactique : l’espace, c’est gros. C’est tellement gros qu’il faut une sacré dose d’optimisme pour oser imaginer un vaisseau capable de s’y déplacer.

Illustration en une : Vaisseau Icarus II du film Sunshine

Tags :Sources :Sciences-Mag.frThe EconomistStarship Century
Dernières Questions sur UberGizmo Help
  1. Sympa comme toujours l’article !
    j’espere que de mon vivant sa serra possible d’aller dans l’espace aussi simplement que de prendre l’avion de nos jours !
    comme ils disent dans star trek « Space: the final frontier. »

  2. Ça serais chiant de donner sa vie a la science et 20 ans de voyage sur 50 finalement tu te fait rattraper par un vaisseau high tech de nouvelle generation.

    -houston nous allons amarré et vous prendre en passant et faire le reste du voyage ensemble en 2 mois.
    epic fail

  3. le problème est: est-ce que la Terre bénéficie des ressources suffisantes pour de tels projets que se soit financier, humain et matériel?

    quand tu vois que des pays tombent en crise financière année après année.. investir des millions, des milliards dans la recherche spatiale alors que des milliards d’êtres humains parviennent difficilement à vivre décemment, ça paraitrait invraisemblable.
    tant qu’il n’y aura pas de gouvernement mondial pour ériger un financement unique et que chaque pays fera sa propre cuisine spatiale, ça restera du rêve. ou pendre son mal en patience et patienter entre un à dix siècles.

    déjà que de nos jours, à imaginer notre président annoncer: moi président! je mettrais tout les moyens nécessaires pour que la France soit le premier peuple à voyager dans l’espace… et pour cela je vais mettre en place une nouvelle taxe skynet… et c’est alors qu’un terminator va poper pour le réduire au silence.

  4. Nous apprenons que le rédacteur Norédine rédiger ses articles depuis un bureau dans un immeuble situé à Toulouse.

    Moi qui pensait que les blogueurs de Gizmodo étaient des adolescents bénévoles qui rédigeaient des articles depuis leurs chambres d’adolescents.

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    1. On parle ici d’un dixième de la vitesse de la lumière (au maximum), l’effet résultant du paradoxe des jumeaux restera donc amoindri.

  5. @Eliot car la Lune n’appartient à aucun État. Elle est donc legalement inexploitable. Ce qui n’est pas le cas des planètes …

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  6. Encore un article passionnant signé Norédine.
    Nous aurons bien du mal à quitter notre petit monde….
    (passe en vitesse lumière Chewie …)

  7. Super comme article.
    quant on lit les commentaire, on constate que lorsque les articles sont bons… bah les critiques le sont également.

    Merci aux autres rédacteurs de GIZ de se mettre au niveau…

    Au top

  8. Un voyage sur la durée d’une vie humaine n’est de toute façon pas souhaitable, de mon point de vue.
    Il y a d’autre théories plus attirante comme le Warp drive, qui consisterai à carrément « plier » l’espace au lieu de « pousser » le vaisseau. Le vaisseau va à sa vitesse, c’est juste l’espace qui se plie comme un accordéon, rendant la distance subjective plus courte…
    Mais à l’instar de la force électromagnétique qui a été maitrisée pour nous donner l’électricité, c’est la force de gravitation qu’il nous faudra vaincre pour accomplir ce miracle, et si nous connaissons le pouvoir de l’electron, nous n’avons encore jamais observé de graviton… enfin, officiellement.
    Cela dit, atterrir sur une autre planète habitable ramènerai l’esprit pionnier et la prospérité qui nous manque à tous, ce qui ne manquerai pas d’en déranger certain… mais je digresse sans doute… 😀

    1. Max : Oui, mais cette solution est purement théorique actuellement. Les participants ont tenté de réfléchir en utilisant des techniques que nous maîtrisons ou que nous pourrons maîtriser dans les prochaines années.

  9. « A quoi ressemblera le premier vaisseau spatial interstellaire ? »

    Vu les limites physiques qui nous empêchent de les réaliser, déjà il faudra commencer premièrement par inventer un concept qui rompe une fois pour toute avec les traditionnels concepts de ce qui est aujourd’hui un vaisseau spatial et aussi repenser entièrement les matériaux utiliser car le moteur ne fait pas tout, à moins qu’ils ont déjà inventé le moteur antimatière, l’ellement le plus répandu dans tout l’univers mais que l’on ne peut pas voir ni recréer à grande échelle, il y a 5 ans de cela, un article scientifique parlait qu’ls avaient réussi à reproduire une infime quantité d’antimatière en laboratoire, la production de l’antimatière as durer 1 an de temps et quantité était si infime qu’une ampoule de 60W l’aurait consommé (l’énergie de la matière noire) en une nanoseconde ! Donc, on est encore très loin, de recréer assez d’antimatière pour les vaisseaux interstellaire ! Malheureusement, cela restera pour toujours un rêve pour l’humaniser, la pollution finira par tous nous tuer avant de produire assez d’antimatière pour nous lancer à la conquête des étoiles.

    1. L’antimatière n’est pas de la matière noire, c’est de la matière « inversée », si l’on peut dire. Chargée à l’inverse de la matière.
      On sait créer de l’antimatière mais effectivement, si l’on prenait la totalité de l’antimatière fabriquée depuis que l’on sait le faire, on aurait a peine de quoi chauffer une tasse de thé, sans compter que l’antimatière doit etre stockée dans un piège magnétique qui lui aussi consomme de l’énergie.
      Une solution serait de fabriquer l’antimatière juste avant de la consommer, cela est techniquement envisageable dans un avenir a moyen terme.

  10. Pour voyager sans déplacement , il suffit de prendre de l’épice pendant des années et après mutation , de replier l’espace .
    C’est pas compliqué tout de même …

  11. Il faut comprendre la source l’énergie noire afin de comprendre l’origine des forces gravitationnelles … une fois ce mystère éclairci, il sera possible de créer un moteur utilisant la force gravitationnelle pour se propulser, ainsi qu’un dispositif pour que l’équipage n’ait plus à subir les accélérations (ce qui limite la prise de vitesse d’un vaisseau actuellement) et ainsi propulser nos vaisseaux à des vitesses proches de celle de la lumière et à les ralentir sans dommage pour l’équipage (et sans que ça prenne 2 ans pour freiner ou accélérer).

  12. Les infinis s’explorent de façon graduelle, dans toutes les dimensions.
    Avant de rêver à l’infini spatial, il faut comprendre ce qu’il y a en deçà du photon. L’infiniment petit, l’infiniment rapide, et l’infiniment complexe, sont des infinis qu’on peut chasser ici et maintenant.
    Commençons par nous attacher à simuler une cellule à l’échelle moléculaire (je parle d’une cellule scannée, pas modélisée). Je parie qu’on en tirera bien plus.

    1. Et si on n’y arrive pas, l’humilité serait peut-être de comprendre qu’il est idiot de faire des plans sur la comète avant d’avoir le plan complet d’un gamète.

    2. Pour ce qui est de l’infiniment petit, l’humanité y travaille d’arrache pied, le LHC, c’est sont boulot. Il est a noter aussi que la compréhension de l’infiniment petit se fait aussi paradoxalement en observant l’infiniment grand avec telescopes, radiotelescopes et autres machines.
      L’infiniment petit se heurte actuellement au manque de sensibilité de nos instrument les plus précis et nous en sommes, pour expliquer la structure meme de l’espace-temps, a faire joujou avec les mathématiques. La théorie des cordes est une piste, mais elle ne reste qu’une théorie, ajoutons à cela les mystères de l’énergie et de la matière noire (qui ne sont que des inconnues dans les équations sensées tout expliquer) et nous aurons peut etre une solution pour trafiquer les règles et concevoir une machine capable de voyager loin et vite… un jour 😉

  13. Je crois que si la terre échappe au réchauffement climatique, alors, dans quelques millions d’années, les hommes pourront envoyer des robots sur une planète pour s’y reproduire par clonage dans des éprouvettes.

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