Une voile légère alimentée par des millions de lasers pourrait atteindre Alpha du Centaure en 20 ans
Nous nous rapprochons de la réalité interstellaire.
L’exploration interstellaire n’est peut-être plus à des années-lumière, du moins pas au sens figuré. En effet, le projet de recherche international Breakthrough Starshot vient de faire le point sur son projet d’envoyer une sonde vers Alpha du Centaure, notre système stellaire voisin le plus proche.
Avant d’y parvenir, il devra mettre au point et tester un nouveau type de système de propulsion de vaisseau spatial utilisant une voile lumineuse et un réseau de faisceaux laser pour atteindre les vitesses immenses requises pour un voyage interstellaire à notre époque, explique un communiqué de presse de l’Australian National University (ANU).
Un voyage de 40 000 milliards de kilomètres dans l’espace
Le vaisseau spatial ultra-léger de Breakthrough Starshot devra parcourir quatre années-lumière pour atteindre Alpha du Centaure. En d’autres termes, notre système stellaire voisin le plus proche se trouve à une distance ahurissante de 40 208 000 000 000 de kilomètres de la Terre, autrement dit 4,25 années-lumière.
À titre de référence, la technologie la plus rapide et la plus fiable pour les voyages spatiaux de longue durée est le propulseur ionique, qui propulse la mission DART de la NASA vers un astéroïde proche à une vitesse de 24 000 km/h. Toutefois, selon la NASA, avec le propulseur ionique, il faudrait 18 000 ans, soit environ 2 700 générations humaines, pour atteindre Alpha du Centaure.
De manière impressionnante, l’équipe de Breakthrough Starshot pense que son vaisseau spatial, avec l’aide de lasers situés sur Terre, sera capable d’atteindre des vitesses sans précédent, lui permettant de parcourir la distance jusqu’à Alpha du Centaure en seulement 20 ans. S’il atteint sa destination, le vaisseau spatial de la sonde renverra alors les toutes premières images prises depuis un autre système solaire, offrant ainsi une fenêtre inédite sur des planètes lointaines qui peuvent ou non ressembler à la Terre.
Dans un nouveau document de recherche, l’équipe de l’ANU a exposé son concept, qui vise à faire du voyage vers Alpha du Centaure une proposition réalisable. L’équipe met au point une minuscule sonde dotée d’une voile lumineuse qui sera alimentée par un puissant réseau de lasers provenant de la Terre. Ce réseau laser concentrera des millions de faisceaux sur la voile tout au long de son voyage interstellaire, ce qui lui permettra d’atteindre des vitesses incroyables.
“Pour couvrir les vastes distances entre Alpha du Centaure et notre propre système solaire, nous devons sortir des sentiers battus et trouver une nouvelle façon de voyager dans l’espace interstellaire”, explique M. Bandutunga, du laboratoire de métrologie appliquée du centre d’astrophysique gravitationnelle de l’ANU.
“Une fois en route, la voile volera dans le vide spatial pendant 20 ans avant d’atteindre sa destination. Pendant son survol d’Alpha du Centaure, elle enregistrera des images et des mesures scientifiques qu’elle diffusera vers la Terre.”
Un vol spatial interstellaire alimenté par 100 millions de lasers
Pour développer leur vaisseau spatial, Breakthrough Starshot et l’équipe de l’ANU s’appuient sur l’avancement de plusieurs technologies clés. Les voiles lumineuses, par exemple, n’ont été prouvées que récemment comme une forme viable de voyage spatial. En 2019, un projet inspiré de Carl Sagan, appelé LightSail 2, a réussi à élever sa trajectoire orbitale autour de la Terre de 3,2 kilomètres grâce à une voile légère, ou voile solaire, propulsée par les photons du Soleil.
Le principal défi, cependant, viendra sous la forme de la proposition de réseau laser de pointe de l’équipe de l’ANU, qui devra entraîner avec précision des millions de lasers pour qu’ils fonctionnent à l’unisson. “Le programme Breakthrough Starshot estime que la puissance optique totale requise est d’environ 100 GW, soit environ 100 fois la capacité de la plus grande batterie du monde aujourd’hui”, explique le Dr Ward, de l’ANU Research School of Physics. “Pour y parvenir, nous estimons que le nombre de lasers nécessaires est d’environ 100 millions.”
L’une des premières images publiées par la mission LightSail2 de 2019. Source : The Planetary Society
Pour que les lasers restent dirigés avec précision vers la voile lumineuse pendant toute la durée du voyage, l’équipe de l’ANU propose d’utiliser un satellite “laser guide” en orbite terrestre, qui jouera le rôle de conducteur et veillera à ce que l’ensemble du réseau de lasers soit dirigé vers les bonnes coordonnées. Ce satellite, ainsi qu’un algorithme conçu pour précorriger la lumière du réseau, permettra de tenir compte de la distorsion atmosphérique que subiront les autres lasers terrestres.
Selon le Dr Bandutunga, “la prochaine étape consiste à commencer à tester certaines des composantes de base dans un environnement de laboratoire contrôlé. Cela inclut les concepts permettant de combiner de petits réseaux pour en faire de plus grands et les algorithmes de correction atmosphérique”. L’équipe de l’ANU insiste également sur le fait qu’elle fait partie d’une collaboration mondiale et qu’elle ne travaille que sur une facette de cet ambitieux projet.
Breakthrough Starshot fait partie des Breakthrough Initiatives, une série de programmes scientifiques et technologiques fondés par Yuri Milner, destinés à rechercher la vie en dehors de notre système solaire. Si le prototype de voile optique devient réalité, il pourrait permettre de réaliser des voyages interstellaires de notre vivant en atteignant les planètes entourant notre deuxième étoile la plus proche, Alpha du Centaure, qui donne son nom à son système stellaire. La réussite de ce projet élèverait donc les êtres humains dans la noble catégorie des espèces interstellaires. La question est de savoir combien d’autres, s’il y en a, existent.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
