En route vers les étoiles

Ken Tapping, le 9 février 2016

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter se lève au sud-ouest avant l’aube. Glissez vers l’est pour repérer Mars, plus terne, puis Saturne, modérément brillante.
  • Bas dans le ciel au sud est se trouve Vénus, bien brillante et facile à trouver. Mercure, peu lumineuse et difficile à voir, se trouve à proximité.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 14.

L'engin spatial ayant parcouru la plus grande distance de tous les temps vient de franchir le cap des 20 milliards de kilomètres parcourus dans l'espace interstellaire. Il lui aura fallu 38 ans pour le faire. L'étoile la plus proche du Soleil se trouve à 43 000 000 000 000 kilomètres de nous, soit environ 2 100 fois la distance du Soleil. Comme le vaisseau spatial le plus rapide se déplace à 40 km/s, il faudrait environ 34 000 années pour atteindre cette étoile. Sa lumière prend 4,3 ans pour nous atteindre, ce qui signifie qu'elle est à 4,3 années‑lumière. Notre Galaxie est un disque composé d'étoiles, de poussière, de planètes et d'autres objets, de 100 000 années-lumière de diamètre. Nous avons beaucoup accompli dans le domaine spatial, mais nous avons encore du chemin à faire pour devenir de véritables explorateurs cosmiques. Pour atteindre les autres étoiles, il nous faudra voyager beaucoup plus rapidement.

À l'heure actuelle, les vaisseaux spatiaux sont propulsés par des moteurs qui éjectent de la matière à très haute vitesse. L'effet de recul propulse l'engin dans la direction opposée. On peut obtenir le même effet – ou poussée – en éjectant une grande quantité de matière lentement ou en éjectant une petite quantité, rapidement. Puisqu'il est impossible de faire le plein dans l'espace, il faut transporter tout le carburant nécessaire à bord. Le poids de cette cargaison déterminant la vitesse et la distance pouvant être parcourue, il faut en optimiser l'utilisation. Pour ce faire, il faut réduire la consommation de carburant en maximisant la vitesse d'expulsion.

Les lanceurs utilisés actuellement utilisent des combustibles chimiques qui produisent une force de propulsion formidable pendant une courte durée, en brûlant des tonnes de combustible par seconde. Nous ne pourrions jamais atteindre les étoiles dans un délai raisonnable de cette façon, même si nous pouvions construire un lance-fusée suffisamment gros. Heureusement, nous disposons maintenant d'un moteur beaucoup plus efficace, qui produit de petites poussées en éjectant des gaz ionisés à très grande vitesse. Sa consommation est faible, ce qui signifie qu'il peut fonctionner pendant des mois, voire des années, avec une accélération de plus en plus grande. Selon les ingénieurs optimistes, on pourrait un jour construire un moteur à propulsion ionique suffisamment puissant pour produire une force d'accélération de 1 g, soit l'équivalent de la gravité terrestre. En une année, ce moteur pourrait donner une accélération de 270 000 km/s, soit 90 % de la vitesse de la lumière. Il faudrait encore plusieurs années pour atteindre l'étoile la plus proche, et désespérément plus longtemps pour conquérir d'autres territoires. Il faut voyager beaucoup plus rapidement, ce qui n'est malheureusement pas possible.

En effet, on ne peut dépasser la vitesse de la lumière (300 000 km/s) et plus on approche de cette vitesse, plus le temps se distend comparativement à celui sur Terre. Nous pourrions ainsi atteindre des étoiles à proximité, mais des milliers d'années se seraient écoulées sur Terre à notre retour.

Nous pourrions aussi construire des vaisseaux renfermant des écosystèmes en circuit fermé, à bord desquels des générations de passagers se succéderaient. Après des siècles ou des millénaires, les lointains descendants des premiers passagers parviendraient à destination. Jusqu'à présent toutefois, nous n'avons pas été capables de construire de tels écosystèmes, même rudimentaires, sur Terre. Nous sommes donc encore loin des missions interstellaires.

Les auteurs de science-fiction sont friands des moteurs « supraluminiques » et d'autres technologies futuristes pour contourner ces difficultés. Pour l'instant, cela demeure de la fiction, mais elle pourrait devenir réalité un jour. Les physiciens planchent actuellement sur ces concepts. Certains semblent possibles, mais nécessiteront quand même d'immenses quantités d'énergie. L'histoire nous a toutefois démontré à maintes reprises que le mot « impossible » est souvent une vue de l'esprit. Tout est question de volonté. Personnellement, je crois que nous parviendrons un jour à explorer notre galaxie et même à aller au-delà de ses frontières, mais dans un futur indéterminé.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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