Perdus ?

Véritable bateau spatial laissé à la dérive, le vaisseau du film District 9 nous présente une civilisation égarée et isolée sur Terre. L’extraterrestre E.T. a quant à lui été laissé sur notre planète.

Cette situation est-elle plausible ? Qu’en est-il de nos connaissances scientifiques par rapport à un tel contexte ? Avec ces deux exemples, on peut se poser des milliers de questions !

Un long chemin

L’étoile la plus proche de la Terre est notre Soleil, évidemment ! Si on cherche un autre soleil avec des planètes en orbite de celui-ci, on trouve Proxima Centauri, une naine rouge située dans le système stellaire Alpha Centauri à 4,367 années-lumière.

La vitesse de la lumière qui est de 299 792 458 m / s (1,08 milliard de km/h) nous paraît vertigineuse. C’est pourtant incroyablement lent au regard de l’immensité de notre Univers. C’est pourquoi il faut plus de 4 ans pour que la lumière d’Alpha Centauri parvienne jusqu’à notre Terre.
En comparaison, la sonde la plus rapide de l’histoire de l’humanité est Parker Solar Probe, qui voyage actuellement à 635 266 km/h soit 176 463 m/s. Si on lançait cette sonde en direction d’Alpha Centauri, il faudrait 7434 ans pour qu’elle atteigne sa destination…
Il y a 7500 ans, l’humanité n’avait même pas encore inventé l’écriture (qui date de 5500 ans). C’était la période du Néolithique (-9000 à -3000 ans avant J.C.), caractérisée par le développement de l’agriculture, de l’élevage, la fabrication de poteries, et la construction de villages permanents. Se projeter 7434 ans dans le futur, c’est donc se projeter dans un voyage plus long que tout ce qu’il est possible d’imaginer. Un vaisseau ayant la même vitesse que la sonde et réussissant à faire ce trajet serait forcément une arche sur laquelle des milliers de gens devraient survivre pendant 300 générations. En 7434 ans, il y aurait de nouvelles découvertes, de nouvelles cultures et plusieurs civilisations se succéderaient avant d’arriver à Alpha Centauri.
Arrivé là-bas, il faudrait ensuite freiner autour du soleil ou des planètes (peut-être pendant une décennie) afin de trouver une vitesse permettant l’injection en orbite planétaire. Tout cela en partant du principe qu’une planète (Proxima Centauri b ou Proxima Centauri c) peut accueillir des colons venus d’un autre système solaire.

Si la civilisation humaine existe toujours sur la Terre dans seulement 3500 ans par exemple, il y a fort à parier qu’elle aura développé des vaisseaux capables d’aller plus vite que la sonde Parker Solar Probe. Le vaisseau-monde ne serait alors qu’à mi-chemin de son trajet et pourrait se faire rattraper puis dépasser par une nouvelle expédition bien plus rapide. Cet ancien vaisseau se ferait-il intercepter ? Serait-il laissé de côté comme une expérience primitive ? Serait-il resté en contact avec la Terre pendant tout ce temps ? Serait-il détruit car considéré comme une menace ? Serait-il capable de se défendre ou aurait-il déjà accéléré lui aussi grâce à ses propres découvertes ? Il existe autant de réponses que de scénarios possibles…

Le Santa María de Christophe COLOMB n’avait que l’océan Atlantique à traverser en 1492 : il lui a fallu 36 jours.

L’expédition d’une civilisation

Ce genre d’expédition prendrait une ampleur bien plus importante que les explorations de Christophe COLOMB, Vasco de GAMA, Fernand de MAGELLAN, Amerigo VESPUCCI ou Zheng HE. Il faudrait les ressources combinées d’une planète entière pour la bonne préparation d’une flotte de vaisseaux.

Ce projet fort coûteux en ressources, en temps et en matière grise serait la marque d’une civilisation qui cherche à essaimer à travers les étoiles. Que ce soit en terme technique (architecture, principe d’une biosphère) ou en termes culturels (quels œuvres et quelle mémoire de l’humanité embarquer à bord ?), toutes les professions approcheraient de près ou de loin ce projet pharaonique et multigénérationnel.

Il faudrait probablement des décennies (peut-être un siècle) pour obtenir une flotte de vaisseaux prête à faire le grand voyage sans retour. Les passagers seraient alors choisis (par compétence, tirage au sort ou toute autre forme de sélection) sans doute parmi des volontaires pour un voyage de 7434 ans. Existera-t-il des caissons d’hibernation ou bien faudra-t-il vivre et mourir sans jamais connaître le lieu d’arrivée ? Si ces fameux caissons existaient, y aurait-il des tours de garde ou des sélections définitives ? Cette question installe encore un peu plus ce voyage dans la fiction…

Esprit de corps ?

Dans les forces armées, on trouve toutes sortes de formules sur le soutien mutuel, la camaraderie et l’honneur. « On ne laisse personne derrière » (« no one left behind ») dans l’armée américaine et « l’esprit de corps » dans la légion étrangère reflètent bien une vision d’une partie de l’humanité : on n’abandonne pas les copains.
Cet état d’esprit viendrait s’ajouter à un contexte – la flotte spatiale – dans lequel la notion de coût pour l’humanité est déjà particulièrement élevé :

• il a fallu des décennies (1 siècle ?) pour construire une flotte de vaisseaux interstellaires. Il a probablement été nécessaire de faire des choix et de laisser des projets scientifiques de côté. Ce temps consommé est donc un investissement particulièrement lourd, même si des retombés technologiques et économiques sont possibles pendant la construction.
• il a fallu investir des ressources mondiales. Que ce soit en terme de matériaux ou de budget, il a fallu prioriser ce chantier au détriments des autres. Des partenariats ont dû être signés entre entreprises et entre nations. Il s’agit d’un très lourd investissement diplomatique et économique.
• il a fallu des sacrifices humains et sociaux. Des ingénieurs comme des techniciens auront travaillé pendant plusieurs vies sur ce projet unique. De plus, des gens aux profils variés seront eux aussi sélectionnés pour un voyage sans retour. Cette « fuite des cerveaux » accaparés par un projet titanesque pourrait, là encore, pénaliser les projets de l’humanité restée sur Terre.

L’esprit de corps créé pendant des décennies, renforcé par un but commun lors d’un voyage interminable pourrait être la seule chose qui reste à l’arrivée : l’idée de faire partie de la même famille.
Comment est-il possible de simplement oublier des camarades ? Pire : comment est-il possible après autant de sacrifices économiques, matériels et humains d’abandonner l’un des explorateurs ?

C’est pourtant ce qui arrive à E.T. dans son film éponyme. L’explorateur est abandonné à cause de l’arrivée inopinée d’indigènes primitifs (les humains) sur le lieu d’atterrissage du vaisseau d’exploration. Le chef des extraterrestres décide alors de quitter la planète pour ne pas se faire remarquer. La conséquence est donc que l’un de leurs semblables va côtoyer des humains, être capturé, étudié et passer à deux doigts d’une dissection… Finalement celui-ci est ramené par des humains auprès de ses semblables. L’opération discrétion est donc une catastrophe et l’abandon de l’explorateur – bien que provisoire – a bien failli lui coûter la vie.

Est-il imaginable que des voyageurs d’un autre système solaire, ayant sacrifié autant de choses pour parvenir à leur destination, décampent à la première alerte d’autochtones en approche ? La civilisation d’E.T. a parcouru 3 000 000 années lumières pour atteindre la Terre… Qu’y avait-il à craindre au point d’abandonner un membre de leur espèce ? Les enjeux paraissent peu élevés au regard de la perte subie qui obligera d’ailleurs l’équipe à revenir chercher leur camarade. Étrange. Il est possible d’y voir l’illustration d’une peur au détriment de l’esprit de corps ; les extraterrestres ne réagiraient pas forcément comme nous. Mais c’est sans doute une erreur de surinterpréter une situation bien plus basique : ils ont abandonné leur copain. Sans raison, si on regarde le film en prenant du recul. Une faille scénaristique qui légitime la légende des O.V.N.I.s fuyant toujours l’approche des êtres humains.

Dans District 9, les choses sont présentées sous un autre angle. Un vaisseau en piteux état est en vol stationnaire au-dessus de la ville de Johannesburg (Afrique du Sud). Au bout de 3 mois, les humains décident d’entrer à l’intérieur et trouvent des extraterrestres en état de détresse (malnutrition, mauvaise santé, aucun but) ; ils deviendront des « réfugiés » planétaire.
Le principe du vaisseau en panne sur Terre n’est pas une nouveauté, mais le principe d’extraterrestres parqués dans un district illustre justement les problèmes liés à la pauvreté et à la marginalisation d’une partie de la société humaine. C’est une métaphore sociétale.
Quoi qu’il en soit, est-il possible qu’un vaisseau aussi immense, avec une population d’1 million d’habitants, arrive sur une planète dans cet état ? S’agit-il d’un vaisseau-colonie comme celui que l’espèce humaine pourrait envoyer et qui serait arrivé à destination ? S’agit-il d’un vaisseau ayant été contraint de s’arrêter sur Terre ? Lorsqu’on entreprend un tel voyage, n’est-il pas logique de se déplacer en flotte ? Dans ce cas, où est le restant de la flotte ? N’y a-t-il pas de balise de détresse ?

Un vaisseau spatial, comme son nom l’indique, se déplace dans l’espace. Il paraît impensable de construire un tel vaisseau sans avoir de moyens techniques dignes de ce nom : même en mouvement, un vaisseau peut être réparé lors de sorties extravéhiculaires. Dans ce cas, le vaisseau aurait pu être réparé tout au long du voyage. En 2024, la création de pièces détachées est désormais possible grâce aux imprimantes 3D. Une civilisation qui aurait seulement 100 ans d’avance sur la nôtre aurait des outils particulièrement avancés afin de conserver l’intégrité de la flotte spatiale et réparer les avaries lors du voyage. Mais dans District 9, on nous présente les extraterrestres comme des civils à peine autonomes alors qu’ils sont suffisamment ingénieux pour fabriquer des armes qu’ils sont d’ailleurs les seuls à pouvoir utiliser. En revanche, on ne voit pas vraiment le développement d’ingénierie civile au sens large (véhicules, outils du quotidien). Un paradoxe pour une civilisation qui vient des étoiles et qui a dû survivre jusqu’à son arrivée sur Terre.

Un voyage interstellaire, par définition, implique de passer dans une zone vide de l’espace et donc dépourvue de ressources. Dans le cas où un vaisseau serait capable de freiner et d’accélérer comme bon lui semble, il n’aurait aucun intérêt à s’arrêter dans cette zone. Pire, c’est un endroit très dangereux pour une flotte spatiale qui subirait des dégâts. Cela aurait pu expliquer l’état de délabrement du vaisseau de District 9. Néanmoins, c’est omettre le fait qu’une civilisation suffisamment avancée doit et sait anticiper toutes les ressources nécessaires aux réparations d’une telle expédition. Au besoin elle peut même capturer quelques astéroïdes avant son départ, afin d’en extraire les richesses (eau, métaux, etc.) pendant tout le voyage. Il existe déjà de coûteux projets de capture d’astéroïdes, mais dans le cas d’une flotte spatiale voyageant pendant 7434 ans, ce ne serait là qu’un détail dans la liste des préparatifs.

L’histoire de District 9 est très immersive et exotique. Mais lorsqu’on prend un peu de recul, on peut se demander comment est-il possible qu’une telle épave se retrouve là et comment une population si nombreuse et peu qualifiée a-t-elle pu survivre à un voyage probablement long. La seule explication serait justement un voyage court (quelques années ou décennies) grâce à une technologie inconnue et la mentalité des extraterrestres aurait été de lancer ce vaisseau un peu comme une bouteille à la mer.

Septième art

Qu’on aime ces films ou pas, ils ont le mérite de poser des questions sous-jacentes intéressantes. Même s’il est probable que la réponse commune soit simplement de l’ordre de la faille scénaristique du « septième art » qu’est le cinéma…

Sites officiels

NASA – Alpha du Centaure

Quelques films concernés :

On le voit dans l’épisode 2 de Star Wars, Obi-Wan Kenobi a besoin d’un anneau d’hyperpropulsion pour pouvoir se déplacer d’une planète à une autre.
Est-ce que cet élément extérieur au vaisseau fait de l’ensemble quelque chose de plus accessible à notre technologie ?
Une théorie pourrait bien nous rapprocher des exoplanètes plus vite que prévu…

Du buzz avec du réchauffé…?
Cette théorie, loin d’être nouvelle, est basée sur la théorie de Miguel ALCUBIERRE.
Harold WHITE travaille pour le centre spatial Johnson. En parallèle de ses recherches, il a monté une équipe et un projet baptisé Eagleworks.
Depuis 2011 Eagleworks Laboratories permet à WHITE et ses confrères de se pencher sur la question des voyages dans l’espace lointain.
Le 19 mai, Mark RADEMAKER, un artiste collaborant avec WHITE, a publié de nouvelles illustrations sur son profil facebook. Pourtant nous avions déjà eu des illustrations, qui datent d’au moins 2013 (cf vidéo en bas de page). Ses nouveaux travaux, au style résolument réaliste et au design façon Star Trek, ont régulièrement été publiés depuis le mois de mars et ont suscité un engouement immédiat. Selon RADEMAKER, ce sont ses illustrations les plus abouties. L’actualité a été reprise d’un site à l’autre et a embrasé toute la toile en quelques jours. En un mot : un buzz. Serait-ce du buzz avec du réchauffé…? Disons plutôt du buzz régulier, comme ce fut déjà le cas en 2012 après le symposium de 100 Year Starship et des communications fréquentes avec Icarus Interstellar.

Une théorie qui fait rêver
Même s’il est vrai que rien n’a changé concrètement, cela ne rend pas l’étude moins intéressante pour autant.
Le vaisseau d’Obi-Wan bénéficie d’un système semblable, du moins en apparence. Je vais donc évoquer ici la théorie d’Harold WHITE, mais je vous l’annonce : rien de bien concret, nous sommes sur du 100% théorique !
La théorie propose de déformer l’espace-temps autour d’un vaisseau fixe. Comme l’espace-temps se contracte devant le vaisseau et se dilate derrière lui, le vaisseau avance… sans bouger. C’est ce qui lui permet d’atteindre une vitesse supérieure à la lumière sans pour autant franchir cette vitesse à l’intérieur d’une « bulle de distorsion ».
Pour mieux comprendre cette théorie alléchante, il faut s’imaginer un surfeur glissant sur une vague. Sa planche de surf correspond à la bulle de distorsion. C’est grâce à cette bulle que le vaisseau va être capable de « surfer » sur une vague d’espace-temps.
À l’intérieur, les lois de la physique sont respectées, et la théorie de la relativité générale n’est pas violée.
Le concept engendre au moins deux problèmes considérables :
– il faudrait une énergie phénoménale pour réussir à alimenter le système
– la chaleur engendrée à l’intérieur de la bulle serait plus élevée qu’à l’intérieur de notre soleil.
Fâcheux.
Pour générer la distorsion, il faut manipuler l’énergie sombre (appelée aussi « énergie noire »). Et pour manipuler l’énergie sombre il faut une énergie de masse négative que l’on pourrait trouver lors de l’évaporation d’un mini trou noir par exemple.
Il était souvent question de l’équivalent de la masse de Jupiter pour alimenter la distorsion. Or, Harold G. White proposait dès 2011 de créer un système en forme de tore au lieu d’être en forme de bulle. D’après lui, cela permettrait de réduire l’énergie de masse nécessaire à seulement 725 kg ! On est bien loin de la masse de Jupiter.
Qu’en est-il de la chaleur à l’intérieur de ce tore ? Serait-elle supportable cette fois ? Pas d’information à ce sujet.

Un espoir pour le voyage interstellaire ou une chimère ?
Lorsque je parle d’un système 100 % théorique, c’est inexact. En effet, Harold WHITE aurait déjà obtenu des résultats en laboratoire avec son interféromètre nommé « White-Juday ». Une partie des informations qu’il détient sont soumises à une clause de confidentialité qui l’empêche d’aller dans les détails. Un peu trop commode ? Peut-être pas totalement, puisque cette information est tout de même confirmée par le JSC.
La communauté scientifique est majoritairement sceptique. Miguel ALCUBIERRE lui-même reste dubitatif. Il existe encore beaucoup de paramètres à prendre en compte et les résultats sont discutés, car on ignore tout simplement s’il n’existe pas des conséquences imprévues. Par exemple : réunir autant d’énergie négative dans un même endroit : est-ce possible ?

Sources et infos :

Sites officiels :
NASA : Le « warp drive« . Les idées de la NASA
100 Year Starship
Facebook de Mark RADEMAKER
Popular science : article sur Harold WHITE
Travaux de WHITE : Warp Field Mechanics 101
Travaux de l’équipe du laboratoire de WHITE : Eagleworks Laboratories

Vidéos :
Conférence d’Harold WHITE

Films concernés

Cette idée existe aussi dans les programmes spatiaux du monde entier.
Voici donc un petit aperçu de ce qui se passe sur notre planète, ou plutôt dans notre espace !

Cosmos1

La premier voilier solaire lancé dans l’espace fut celui de Cosmos1. Étonnement, ce n’est pas une agence nationale mais une association qui a créé Cosmos1. Son nom : The Planetary Society, elle est financée par des dons.
Cosmos1, c’est un voilier solaire avec 8 miroirs triangulaires d’une surface totale de 600 m².
Ce sont ces miroirs composé de Mylar (film plastique réfléchissant et très fin) qui font tout le travail. En effet, la voile solaire utilise la pression qu’exercent les photons sur la surface réfléchissante. Les photons sont des particules de lumière ; lorsqu’ils frappent les miroirs, ils transmettent leur mouvement. C’est donc la lumière qui « gonfle » les voiles et propulse la sonde en avant (ci-contre vue d’artiste).
Selon The Planetary Society, l’avantage de ce système, c’est qu’il est permanent. Ainsi, un voilier solaire pourrait atteindre des vitesses de 5 à 10 fois plus grandes que toute fusée chimique.
Construit en Russie, adapté sur un missile intercontinental, Cosmos1 a été lancé le 21 juin 2005 à partir d’un sous-marin russe. Cette collaboration avec les russes permettait à ces derniers de travailler sur un type de lancement « low-cost » et d’en apprendre plus sur les voiles solaires.
Malheureusement, dès le premier vol d’essai (en 2001), Cosmos1 a été perdu. Le lancement de 2005 n’a pas été meilleur. Perdu une nouvelle fois (soit en mer, soit en orbite basse), la sonde a également eu un problème pour se détacher d’un étage de la fusée.

On a longtemps cru que The Planetary Society en resterait là. Mais c’était sans compter sur la ténacité de ses membres… et de leurs donateurs ! Un don anonyme d’un million de dollars a relancé la recherche et engendré un nouveau programme, baptisé « LightSail« .

LightSail

Ce projet sera composé de trois engins différents dont le but reste le même : démontrer la viabilité d’une propulsion solaire.
L’association est convaincue que, grâce aux nouvelles technologies, LightSail 1 sera moins gros, moins cher et de meilleur rendement (ci-dessous la voile en question et deux schémas de LightSail 1).
Petit descriptif technique de LightSail 1:
• 10 panneaux solaires
• 2 caméras (de 2 Megapixels)
• 4 capteurs solaires
• 6 accéléromètres
• 1 volant à inertie
• 3 gyroscopes
• 3 couple de tiges
• Une batterie
Le tout pour seulement 4,5 kg (Cosmos1 faisait dans les 100 kg !). La taille de la voile est également beaucoup plus petite : 32 m². Il faudra tout d’abord atteindre 820 km de hauteur pour pouvoir utiliser la voile solaire.
3 objectifs pour le projet LightSail :
• surveiller le soleil pendant les tempêtes solaires
• fournir des plates-formes stabilisées d’observation de la terre
• explorer notre système solaire sans transporter d’ergol.
En plus de la lumière du soleil, le nouveau programme compte utiliser des lasers pour propulser l’engin. On nous souligne au passage qu’il n’y a pas besoin de carburant (comme l’ergol) contrairement aux lanceurs classiques. Les sondes qui atterrissent peuvent également avoir des problèmes de stabilité de carburant, ce qui entraîne une complexité superflue par rapport à un voilier solaire (ci-contre, vue d’artiste)
« Nous allons fusionner la technologie ultralégère des nanosatellites avec la technologie ultralarge des voiles solaires dans un nouveau programme audacieux. Une voie vers les étoiles  » déclare Louis Friedman, Directeur exécutif de The Planetary Society.
Le but global est donc de faire un bond en avant pour la conquête spatiale.
Lancement prévu en 2012… à suivre.

Ikaros

Ikaros pour Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun, un clin d’œil au fameux Icare de la mythologie.
Ce projet de la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) nous emmène vers Vénus.
Le 20 mai 2010, Ikaros a été lancé en même temps que la sonde Akatsuki.

Ce qu’il faut retenir d’Ikaros : c’est le vrai premier succès d’un voilier solaire, pourtant on l’attribue souvent à tort à NanoSail-D2. La concurrence se joue en effet à quelques mois d’écart. Mais surtout : Ikaros est un succès total, du premier coup !

Signalons tout de même que l’agence spatiale japonaise a reçu un appui de quelques techniciens (au moins comme consultants) qui avaient travaillé sur Cosmos1. Il ne faut donc pas chercher de rivalités entre les 2 programmes. L’association The Planetary Society a félicité cette réussite.
Un grand pas en avant pour le programme spatial japonais et pour le développement général de nouvelles techniques.
La JAXA envisage même de faire un nouveau voilier solaire à destination de Jupiter et d’un astéroïde troyen.

NanoSail-D

Et la NASA dans tout cela ? NanoSail-D est également un petit voilier solaire développée par la NASA. Il fut lancée le 3 août 2008 par un lanceur Falcon 1 avec plusieurs autres projets (un satellite de l’armée, un micro-laboratoire nommé PreSat et également les cendres de l’astronaute Gordon Cooper et de l’acteur James Doohan). L’ensemble fut perdu après l’échec d’une séparation d’étage. Les restes sont retombés dans l’océan pacifique. Soulignons au passage que le lancement était sous-traité par Space-X dont le fondateur n’est autre qu’Elon Musk (devenu milliardaire en fondant et revendant PayPal). Son objectif est de développer des lanceurs low-cost ce qui permettrait d’accroître la présence civil dans les programmes spatiaux. C’était le troisième échec du lanceur Falcon 1. La conquête spatiale a son lot de défaites, même pour un milliardaire… J’en profite pour préciser que le 22/05/12, le lancement réussi de leur dernier modèle de fusée (Falcon 9), transportait la capsule Dragon avec 520 kg de ravitaillement vers la Station Spatiale Internationale (ISS). La persévérance de Space-X fait qu’ils sont les premiers civils à réussir le lancement d’un matériel pour ISS. La NASA ne compte pas s’arrêter là et encourage Boeing à développer un avion capable d’atteindre ISS.
La seconde tentative, NanoSail-D(numéro 2) a été lancé avec le satellite FatSat grâce à une fusée Minotaur IV le 19 novembre 2010. Space-X n’était donc pas au programme.
Le micro-satellite est composé de 3 « cubes-sat » (cube-sat = nano-satellite) d’où le nom de « NanoSail ».
Après un lancement sans problèmes, NanoSail-D2 n’a pas pu s’éjecter. La porte de FatSat est restée ouverte sans que rien ne se produise.
Le 19 janvier (soit 44 jours après la première tentative) la manœuvre d’éjection s’est enclenchée par miracle sans qu’on puisse déterminer pourquoi.
La voile solaire de 10 m² s’est ensuite correctement déployée et a été maintenue en orbite basse autour de la Terre. Le « micro-voilier » de 4 kg, a vogué pendant 243 jours et le 17 septembre 2011 il était arrivé au terme de sa mission. La NASA a pu désorbiter NanoSail-D2 grâce à la voile solaire. En rentrant dans l’atmosphère, NanoSail-D2 s’est désintégré comme prévu (à droite, NanoSail-D2 pris en photo pendant sa période orbitale : il s’agit du trait blanc et fin qui renvoie la lumière du soleil).
En faisant cela, la NASA a atteint son objectif de prouver que l’on peut désorbiter les satellites en fin de vie à l’aide de voiles solaires.
Le but est donc de réduire la pollution orbitale ; en effet, cette terrible pollution pourrait engendrer des collisions avec les satellites en fonctionnement. Beaucoup de pays commence à s’en inquiéter (voir les illustrations ci-dessous) :

Pollution en orbite basse	Pollution en orbite géosynchrone

Selon la NASA : «95% des points signalés sont des débris orbitaux c’est-à-dire des satellites non fonctionnels.» Les points que vous voyez ne sont pas à échelle de la Terre, mais sont là pour signaler la pollution. On comprend mieux l’intérêt de désorbiter toute forme de menace qui aurait des conséquences techniques et économiques en plus d’être une pollution de notre espace proche.

Astéroïde en approche…

Des voiles solaires pour des « vaisseaux » donc, mais pas seulement.
En effet, la Chine travaille sur un projet un peu différent : dévier un astéroïde de sa trajectoire.
Ce géocroiseur nommé « Apophis » pourrait être une menace pour la Terre.
Quelques caractéristiques d’Apophis :
– découvert le 19 juin 2004 par Roy Tucker
– Probabilité d’impact sur l’échelle de Turin : récemment rétrogradé de 1 à 0 (le risque de collision est de 1 sur 223 000)
– Masse : 46 millions de tonnes (soit 9 fois la pyramide de Khéops)
– Vitesse : 18 000 km/h
– Taille : 270 mètres
– Date de collision prévue : 2036
– Impact : puissance potentielle de 510 Mt (une mégatonne correspond à l’explosion d’un million de tonnes de TNT. Pour exemple, Hiroshima ne représentait que 15 kt, soit 15 000 tonnes de TNT). A titre de comparaison, l’astéroïde ayant frappé la Terre il y a 65 millions d’années faisait 10-15 km de large (1milliard de fois plus puissant à l’impact qu’Hiroshima).
Donc malgré sa petite taille, ce caillou pourrait quand même faire mal. Pour cela, il lui faudra d’abord passer (en 2029) dans une zone très étroite baptisée « trou de serrure ». Une zone de 600 mètres de large entre la Terre et la Lune qui le conduirait à un impact avec la Terre en 2036. Un risque infime pour certain, suffisant pour d’autres. C’est pourquoi la Chine a décidé de le dévier, pour que jamais plus il ne menace de percuter la Terre. Leur objectif est de placer un petit vaisseau sur une orbite rétrograde qui conduira à un impact avec Apophis. La vitesse du vaisseau à voile solaire rencontrant l’astéroïde en contre-sens donnerait une vitesse d’impact de 90 km/s. D’après les connaissances actuelles, l’impact pourrait être suffisant pour écarter le caillou du fameux couloir de 600 mètres de large.
Il reste deux inconnues : la composition d’Apophis et sa structure. Sans en savoir plus, il est difficile d’estimer la déviation engendrée par l’impact.
Le but est autant de détourner l’astéroïde d’une trajectoire peu probable que d’analyser les résultats de l’expérience, au cas où une vraie menace se ferait sentir. C’est pourquoi l’ESA (Agence Spatiale Européenne) a prévu de lancer une mission du même genre, mais sans voile solaire : la mission Don Quijote. Une éventuelle collaboration ESA-Chine a été évoquée.
En tout cas, pour le moment, la NASA ne voit pas l’intérêt de ce genre de missions… Il faut avouer qu’après NanoSail-D2, l’intérêt ne se porterait que sur l’astéroïde. Et les multiples coupes budgétaires des USA ne jouent pas en leur faveur. Ce que la NASA ne peut pas faire (faute de moyens) n’a pas d’ « intérêt » par définition et elle le snobe : un mécanisme de défense (ou de jalousie ?) clairement perçu par la Chine. Il y a bien une concurrence, mais encore faut-il que la Chine aille au bout de son projet. A suivre…

Vous l’aurez compris, l’enjeu de la voile solaire réside dans la possibilité de voyages interstellaires. Son faible coût pourrait ouvrir plus rapidement les portes de la conquête spatiale. De plus, ajoutée à d’autres moyens de propulsion, la voile solaire pourrait devenir un outil utile et fréquent dans quelques décennies. Actuellement, le développement de ce type de procédé sert à convaincre les programmes spatiaux de la viabilité du système. Ainsi les voiliers solaires feront parti de l’avenir, et, peut-être, de la conquête de Mars.

Sources et infos :

Sites officiels :

The Planetary Society : Cosmos1 et LightSail 1
Space-X
U3P (Union pour la Promotion de la Propulsion Photonique) : un site français très complet
NASA (NanoSail-D)
NASA Orbital Debris Program Office
Near Earth Object Program (petit recensement des menaces d’astéroïdes)
ESA : Don Quijote

Videos :

LightSail 1 présenté par Louis Friedman
Animations et explications du projet Ikaros dans cette vidéo du site de l’U3P

Films concernés :

Le Mag Surf de Retour Vers le Futur 2 et le landspeeder de Star Wars ont un principe commun, la lévitation

Le CNRS et les supraconducteurs

À la fête de la science (à la mi-octobre 2011) était présenté le MagSurf.
C’est l’invention des chercheurs du laboratoire MPQ (équipe SQUAP), soutenu par l’université Paris Diderot, le département de physique, la région Ile-de-France, et la SFP.
Proche d’un Retour Vers Le Futur, le MagSurf (également surnommé « Mag Fly ») est un skate supraconducteur breveté. Même si le but était plus de faire découvrir aux gens la supraconductivité, le phénomène n’en est pas moins intéressant.

Quelques ingrédients :
– Des « pains » supraconducteurs glissés dans la planche,
– Un réservoir d’azote liquide, pour refroidir les supraconducteurs (– 200 °C),
– Un rail magnétique (une piste composée d’aimants).

Résultat : une lévitation de 3 cm pour des personnes jusqu’à 120 kg.
Comment cela fonctionne ?
Les supraconducteurs repoussent le champ magnétique qui les traverse, c’est ce phénomène qui permet la lévitation (ou sustentation électrodynamique).

Il y a encore du chemin avant d’arriver à un véritable hoverboard ou à un landspeeder .
Mais cette technique est déjà utilisée, dans le cas de certains véhicules, comme des trains au Japon par exemple.
Si des matériaux supraconducteurs plus puissants sont conçus, le champ des applications deviendrait alors très vaste (tramways, voitures… landspeeder ?). La recherche est particulièrement active dans ce domaine. Le landspeeder ne sera peut-être plus un rêve dans quelques années !

Pour en savoir plus sur la lévitation, j’ai posé quelques questions à Marie-Aude MÉASSON, chercheuse au CNRS :

Faut-il placer des aimants partout (sous le bitume et les pavés) ?
Marie-Aude MÉASSON : C’est obligatoire. On peut placer des aimants permanents ou des bobines supraconductrices. Même si les aimants sont placés sur un mur ou un plafond, le MagSurf (ou le landspeeder) sera « accroché » à son support tout en restant en lévitation de 3 cm.

Existe-t-il d’autres moyens de faire léviter un véhicule qu’avec des supraconducteurs ?
Il existe un train à Shangaï qui fonctionne par électromagnétisme (sustentation électromagnétique = 2 aimants qui se repoussent). La stabilité est plus compliquée. Il existe aussi des systèmes d’air comprimé et de coussins d’air.

Est-ce dangereux d’être exposé à la supraconductivité et aux phénomènes magnétiques ?
A 30 cm du MagSurf, le champ magnétique est en dessous des normes minimales pour les gens qui possèdent un pacemaker. C’est sans danger.

Peut-on faire léviter un véhicule de façon libre ?
Pour reproduire les conditions du MagSurf, il faudrait une planète avec un champ magnétique 10000 fois plus élevé que celui de la Terre. Dans ce cas, pourquoi pas.

Le train magnétique Maglev

Le train de Shangaï, évoqué ci-dessus, atteint une vitesse de pointe de 430 km/h. Il passe de 100 à 430 km/h en 3 minutes.
Pourtant le record détenu par le TGV le 3 avril 2007 à 574,8 km/h (dans la Marne) reste le record du monde sur rail. Les deux types de train Maglev (sustentation électrodynamique et sustentation électromagnétique) ne sont pas considérés comme des trains sur rails. Le JR-Maglev Japonais (sustentation électrodynamique) est donc « seulement » le train le plus rapide du monde avec ses 581 km/h en 2003…

L’aérotrain

L’aérotrain, est une technique de train sur coussin d’air sur un T inversé, inventée par Jean BERTIN. Cette technique a été abandonnée par l’État en 1974 (pour des raisons politiques et techniques), en faveur du TGV de la SNCF. Le record était de 430 km/h pour l’I80. En 1991 un prototype est incendié. En 1992 un second incendie criminel détruit le I80. Fin de l’aérotrain. Ne subsiste que les voies en béton au milieu de la campagne.

Sources et infos :

Sources :

Le MagSurf : Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques
The Hoverboard program
Shangaï Maglev
Les trains à lévitation magnétique
L’aérotrain
Les amis de Jean BERTIN
Le CNRS

Vidéos :

Vidéo de démonstration du MagSurf
Le train Maglev de Shangaï et sa vitesse impressionnante
L’aérotrain

Des démonstrations seront régulièrement faites, renseignez-vous. Et pour en savoir plus sur la supraconductivité, le phénomène, la recherche et ses applications :

Supraconductivité.fr

Films concernés :

Hyperpropulsion

Dans la fiction, l’hyperespace est une zone accessible aux vaisseaux équipés d’un hyperdrive. Une zone parallèle dans laquelle les lois du temps, et donc de la vitesse de la lumière ne sont plus les mêmes.
Qu’en est-il dans notre monde réel ? Le 23 septembre 2011 une annonce fracassante se répandait comme une traînée de poudre : la vitesse de la lumière a été franchie !
Dans la plupart des articles, les journalistes vont jusqu’à remettre en cause la théorie de la relativité d’Einstein.

Plus vite que la lumière

Comment est née cette nouvelle ? C’est la découverte d’une équipe de scientifiques du CNRS qui travaillent au grand accélérateur de particules du CERN (Organisation européenne pour la Recherche nucléaire).
De quoi s’agit-il exactement ?
Nom de code : OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus)
Objet : les neutrinos.
Les neutrinos auraient dépassé la vitesse « infranchissable » de la lumière, à partir d’un faisceau envoyé depuis le CERN. L’explication viendrait de leur masse légère.
Plus vite que la lumière, plus vite que 300 000 kilomètres/seconde, plus vite qu’E = mc², et donc plus vite que la théorie de la relativité d’EINSTEIN devenue biblique.
L’équipe de l’expérience OPERA aurait donc fait une découverte majeure. C’était tellement incroyable que l’équipe de chercheurs a passé près de 6 mois en vérifications et contrôles des résultats. Les scientifiques ont donc décidé de révéler l’information le 23/09/11. L’un d’entre eux, Dario AUTIERO, expliquait que l’expérience allait être reproduite dans les prochains mois par d’autres équipes, pour savoir si cette révélation deviendrait une révolution ou juste une erreur.
En effet les chercheurs sont restés beaucoup plus prudents que les journalistes. Pourtant, les vérifications et les ré-expérimentations n’ont pas changé les résultats. Les neutrinos arrivent toujours en avance sur la vitesse de la lumière.
Bien sûr, cela ne remet en cause qu’une partie des travaux d’Einstein, sans jeter le reste. Radoslaw WOJTAK s’est expliqué :
« De toute façon, même si l’expérience OPERA sur les neutrinos plus rapides que la lumière était vérifiée, cela ne remettrait pas en cause nos résultats, comme des dizaines d’autres avant, qui montrent que la théorie de la relativité d’Einstein fonctionne parfaitement dans des conditions très variées. De la même manière, après Einstein, on n’a pas jeté à la poubelle les équations de Newton, qui expliquent toujours parfaitement les mouvements de la Terre autour du Soleil. »
Voilà donc une analyse plus sage que celles qu’on peut trouver parfois dans la presse.
Au départ l’avance était de 60 nano secondes.
Plusieurs explications ont alors été avancées pour comprendre d’où venait cette avance sur la vitesse de la lumière.
– la masse du neutrino. Mais la gravité est 10 000 fois plus petite que l’effet mesuré.
– la différence de longitude entre le CERN et Gran Sasso. Ce problème connu sous le nom d’effet Sagnac n’explique que 2,2 nanosecondes d’avance. Le calibrage a donc été amélioré pour corriger ce problème.
Résultat : après calcul, les neutrinos sont toujours en avance de 57,8 nanosecondes !
Le mystère reste donc entier. Des expériences sont toujours en cours pour recouper les informations et tenter de trouver une explication. Mais pour le moment rien n’explique pourquoi les neutrinos ont dépassé cette vitesse qu’on croyait infranchissable depuis Einstein.
La vitesse « supra luminique » (VSL), les « sauts hyperluminiques », l »hyperpropulsion » et autre « combustion » de la science-fiction seraient donc peut-être à portée des neutrinos…
Et pourquoi pas des voyageurs, un jour prochain ?
Mise à jour suite à l’actualité du 16/03/12
A priori, les expériences sont toujours en cours pour démêler le vrai du faux. Les premiers contre-résultats mettent en cause le matériel de mesure de vitesse des neutrinos. En réalité, rien qui n’ai déjà été signalé sur le site d’OPERA (lien déjà posté ci-dessous).
Le 23/02/12 le site annonçait déjà que l’oscillateur et la fibre optique utilisés seraient les deux problèmes qui auraient fait croire aux scientifiques que les neutrinos avaient dépassé la vitesse de la lumière.
Dès le départ, les scientifiques de l’expérience OPERA étaient restés très prudents. Ce sont d’ailleurs eux qui ont invité d’autres équipes à venir faire les expériences, revoir les résultats.
Finalement, il faut encore attendre une version définitive et officielle sur ce qui s’est produit avec les neutrinos. Une partie du rêve se brise un peu… Peut-être provisoirement…
NB : Il est à noter qu’en ce début d’année 2013, aucun communiqué officiel n’a été donné sur leur site. Il n’en reste pas moins que les explications données ci-dessus sont approuvées et reconnues par tous les scientifiques (ceux de la découverte et ceux de la contre-expérience). Le soufflé est retombé et il va donc falloir attendre pour dépasser la vitesse de la lumière !
Mise à jour suite à l’actualité du 14/01/13

La couleur de l’hyperespace

Des étudiants de l’université britannique de Leicester se sont demandé quelle serait la vision que pourrait nous offrir l’hyperespace ?
Selon les travaux publiés dans le Journal of Physics Special Topics, il semblerait que l’hyperespace ne soit pas exactement celui que George Lucas a imaginé (Journal).
Bien sûr, le moment du « départ » en hyperespace n’est pas remis en cause, ne serait-ce qu’en termes d’optique, car l’œil peut ressentir cette sensation de rayures (persistance rétinienne, illusion d’optique).
L’aspect remis en question par les étudiants est celui de l’intérieur de l’hyperespace. Dans Star Wars, l’hyperespace ressemble à cette lumière bleue.
Le problème détecté par les étudiants vient de l’effet Doppler (le même effet qui fait qu’une sirène d’ambulance semble être plus aigüe quand elle se rapproche de vous). Dans le cas du Faucon Millénium, il s’agit d’un rayonnement électromagnétique dont la longueur d’onde serait raccourcie du fait de la vitesse de l’observateur.
La lumière des étoiles passerait donc dans la gamme des rayons X, une lumière invisible pour les gens dans le cockpit.
Il ne resterait alors qu’un halo blanc qui, lui, serait le résultat du passage de l’infrarouge à une longueur d’onde tout à coup visible : c’est le fond diffus cosmologique.
Le fond diffus cosmologique (également appelé rayonnement cosmique ou rayonnement fossile), est un rayonnement ambiant qui provient de toutes les directions de l’Univers et qui a une « chaleur » de 3 degrés Kelvin (-270,15 degrés Celsius). C’est le reliquat de la période d’intense chaleur du Big Bang.
Un voyageur à bord du Faucon Millénium verrait donc une sorte de disque blanc lorsqu’il serait en hyperespace. Cela devrait d’ailleurs nécessiter une bonne paire de lunettes de soleil.
De plus, son vaisseau serait soumis à un fort taux de rayons X. On peut considérer que les vaisseaux dans Star Wars sont équipés pour protéger leurs occupants de ce type de danger.
Reste qu’il faudrait une énergie considérable pour arriver à cette vitesse et s’y maintenir. En effet, en admettant que la vitesse de la lumière soit approchée, les rayons X émis par les étoiles auraient un effet de pression dans le sens contraire du vaisseau.
Le Faucon Millénium est donc loin d’être un « tas de ferraille » puisqu’il doit affronter une pression si énorme qu’on peut la comparer à celle qu’il y a au fond de l’océan pacifique. On peut d’ailleurs remarquer dans les films que le vaisseau possède une double cloison.
Tout cela ne tient pas vraiment compte de l’aspect assez flou de l’hyperespace. Que ce soit pour Star Wars ou d’autres fictions utilisant ce procédé.
Dans Star Wars, George Lucas lui-même n’est pas clair. Pour lui il s’agirait de raccourci sur les « routes », permettant au vaisseau, en fin de compte, de parcourir le trajet à la vitesse de la lumière… sans vraiment le faire ! Pour illustrer la vision de Lucas, c’est comme si en empruntant un raccourci à 10 km/h, vous arriviez des heures à l’avance par rapport à quelqu’un qui roulerait à 130km/h sur l’autoroute.
Si on suit les films on peut penser que c’est un simple bond de vitesse ou bien un passage dans un espace différent du notre. Et vous aussi, vous avez sans doute votre propre idée là-dessus.

Sites officiels

OPERA
CERN
Université de Leicester
CORDIS (Community Research and Development Information Service)

Vidéos

CERN
UNIVERSCIENCE TV

Films concernés

Star Trek