Comment voyagerons-nous vers une autre étoile ?


Proxima Centauri, notre étoile la plus proche, est à plus de 4 années-lumière. L’atteindre avant l’âge de 10 000 ans sera un défi ; l’atteindre avec des humains vivants sera encore plus difficile.

  • Éventuellement, l’humanité voudra voyager vers un nouveau système solaire pour propager la race humaine, explorer, et peut-être trouver des signes de vie extraterrestre.
  • Mais notre plus proche voisin, Proxima Centauri, est si éloigné que les méthodes actuelles pourraient prendre des dizaines de milliers d’années.
  • Comment surmonterons-nous cette distance incroyable et les autres défis associés au voyage interstellaire ?

Alpha Centauri, le système stellaire le plus proche du nôtre, n’est pas du tout proche. Alors qu’il faut 8 minutes à la lumière pour aller du Soleil à la Terre, il faut 4,37 années lumières pour aller de Proxima Centauri – l’étoile du système – à la Terre. C’est bien beau pour la lumière, mais les êtres humains ne peuvent pas aller aussi vite. La sonde Voyager 1 a franchi les limites de notre système solaire à environ 60 000 km/h, ce qui semble assez rapide. Cette vitesse n’est cependant que de 1/18 000e de la vitesse de la lumière ; si Voyager 1 était dirigée vers Proxima Centauri, cela prendrait 80 000 ans.

C’est un problème. Si l’humanité veut survivre à long terme, nous devons devenir une espèce multiplanétaire. Et bien que nous soyons capables de terraformer d’autres planètes dans notre propre système solaire pour en faire de nouvelles maisons, nous devrons éventuellement voyager vers d’autres étoiles. Tout aussi important, nous voulons le faire afin d’en apprendre davantage sur notre Univers, satisfaire notre curiosité et peut-être même trouver une vie extraterrestre. Mais avant de pouvoir le faire, nous devrons surmonter des défis assez importants.

Distance

vers une autre étoile

NASA – Proxima Centauri vu du télescope Hubble.

À l’heure actuelle, nous n’avons tout simplement pas de bonnes méthodes pour propulser un engin spatial à la vitesse nécessaire au voyage interstellaire. Pour voyager loin et vite, nous devons transporter beaucoup de carburant. Mais plus nous transportons de carburant, plus nous avons besoin de masse pour nous propulser dans l’espace, ce qui rend l’utilisation des réserves de carburant à bord d’une fusée exponentiellement plus difficile pour les longs trajets.

La plupart des engins spatiaux modernes utilisent un mélange d’hydrogène liquide et d’oxygène liquide comme carburant, mais cela ne fonctionnerait certainement pas pour un voyage à Proxima Centauri. La NASA a présenté un bref scénario où nous avions l’intention d’arriver à Proxima Centauri dans 900 ans avec une fusée chimique conventionnelle. Avec cette méthode, il n’y aurait pas assez de matière dans l’Univers pour alimenter notre fusée.

Nous aurions donc besoin d’une nouvelle méthode. Il y a quelques technologies candidates différentes que nous pourrions poursuivre, chacune d’entre elles méritant un article distinct à examiner en détail : il y a les moteurs antimatière, la distorsion, les voiles solaires, les voiles propulsées par laser, et bien d’autres.

Cependant, les moteurs à distorsion sont entièrement spéculatifs ; l’humanité n’a réussi à produire qu’un peu moins de 20 nanogrammes d’antimatière, et fabriquer un gramme d’antimatière coûterait un million de milliards de dollars ; de plus les voiles alimentées par laser exigeraient une source d’énergie stable équivalente à celle que la Terre consomme en une journée. Les moteurs initiaux les plus probables pour nous amener à notre voisin stellaire reposeront probablement sur la fusion nucléaire, et ils auront certainement besoin d’accueillir la vie humaine pendant des décennies, voire des siècles.

Le projet Daedalus, une étude de la British Interplanetary Society, a examiné la faisabilité de cette approche et a constaté qu’un engin spatial alimenté par fusion pouvait accélérer jusqu’à 12 % de la vitesse de la lumière, puis faire une croisière pendant un certain temps avant de ralentir à temps pour atteindre une étoile éloignée. Si nous pouvions mener à bien cette entreprise massive, une fusée à fusion pourrait atteindre notre plus proche voisin stellaire en seulement 36 ans, comparativement aux dizaines de milliers d’années qu’exigeraient d’autres méthodes. Malheureusement, le type de carburant que nous utiliserions (hélium-3) est extrêmement rare sur Terre, le projet coûterait environ 5,267 billions de dollars et l’étude portait sur des missions sans pilote. Il serait beaucoup plus difficile de concevoir un engin spatial qui pourrait soutenir la vie humaine.

Collisions

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Si nous nous déplaçons n’importe où dans l’espace à des fractions importantes de la vitesse de la lumière (ce qui est presque certainement nécessaire pour les déplacements interstellaires), l’impact de la poussière interstellaire ou d’objets plus gros comme des débris spatiaux ou des micrométéorites pourrait être désastreux. Même pendant les courts voyages que nous avons effectués pendant le programme de la navette spatiale, plus de 100 fenêtres de la navette ont été remplacées après avoir été ébréchées ou fissurées par des débris spatiaux. Voyager jusqu’à Proxima Centauri représenterait plus de 100 millions de fois la distance, et nous rencontrerons certainement quelque chose.

Heureusement, les collisions réelles d’astéroïdes seraient assez rares. Si nous devions rencontrer de gros obstacles, le même projet Daedalus qui a conçu un engin spatial alimenté par fusion a proposé d’utiliser des drones pour éjecter de petites particules qui balaient ces obstacles. Il a également été suggéré que les supraconducteurs magnétiques pourraient détourner les plus petites particules de poussière d’un vaisseau spatial hypothétique.

Santé

vers une autre étoile

Les défis techniques du voyage interstellaire s’étendent également à la question de la préservation de notre santé mentale et physique. En dehors de la magnétosphère protectrice de la Terre, le rayonnement cosmique peut causer la démence et endommager les fonctions cognitives, en plus de causer le cancer. Heureusement, les supraconducteurs magnétiques tels que ceux mentionnés ci-dessus peuvent protéger contre les rayonnements cosmiques dangereux.

Il y a aussi les défis associés aux environnements à faible gravité. Sans gravité, la densité de nos os diminue de 1 % par mois, nos muscles s’atrophient et le risque de développer des problèmes de vision et de calculs rénaux augmente. Si un vaisseau spatial devait constamment accélérer, il pourrait imiter la gravité de la Terre, mais cela nécessiterait plus de carburant, ce qui augmenterait les coûts et les défis techniques associés à un hypothétique projet interstellaire.

Nous pourrions aussi mettre au point un vaisseau spatial rotatif dont la force centripète simule la gravité. Mais encore une fois, cela soulève des défis techniques supplémentaires. Un vaisseau spatial rotatif devrait fournir de l’énergie supplémentaire pour maintenir la rotation, des joints et des moteurs compliqués devraient être placés entre les composants rotatifs et non rotatifs, et la structure du vaisseau devrait être plus solide (et donc plus lourde) pour l’empêcher de se séparer au fil du temps.

L’esprit et l’inconnu

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Avec suffisamment de recherches, nous pouvons voir la voie à suivre pour résoudre tous ces problèmes. Mais les plus grands défis sont peut-être moins évidents. Comment éviter que des êtres humains piégés dans un vaisseau spatial pendant des décennies ne perdent complètement la tête ? Même après leur arrivée, comment feront-ils face à l’idée qu’ils ne reviendront probablement jamais sur Terre et qu’ils ne reverront peut-être jamais de nouveaux êtres humains ?

Et puis, il y a toujours les inconnues. Nous pouvons planifier, atténuer, développer des redondances et des innovations, mais il y aura toujours quelque chose d’imprévu, surtout dans un projet dont le but premier est d’explorer l’inconnu. Mais la raison pour laquelle nous explorons, c’est pour en apprendre davantage sur ce qui est actuellement mystérieux.

Lire aussi : Concevoir un vaisseau capable de maintenir en vie des générations d’équipage pendant un voyage entre les étoiles

Source : Big Think – Traduit par Anguille sous roche


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