Un nouveau mode de propulsion propose de rapprocher les étoiles
Des chercheurs ont proposé une nouvelle méthode de propulsion qui pourrait permettre de parcourir les vastes distances requises pour les missions interstellaires, rendant ainsi possible l’exploration de l’Univers dans une durée de vie humaine.
Le défi de la propulsion interstellaire
Le défi fondamental pour atteindre un autre système stellaire réside dans la manière de générer et de transférer suffisamment d’énergie à un vaisseau spatial de manière efficace et abordable. Les limitations physiques des vaisseaux spatiaux modernes posent d’énormes difficultés pour atteindre l’espace interstellaire dans une durée de vie humaine, en particulier avec un espace limité à bord pour transporter du propulseur ou des batteries.
Les rayons relativistes d’électrons comme solution
La solution proposée récemment consiste à utiliser des faisceaux d’électrons accélérés à proximité de la vitesse de la lumière pour propulser les vaisseaux spatiaux, ce qui pourrait surmonter les vastes distances entre la Terre et l’étoile la plus proche. Pour le vol interstellaire, le défi principal réside dans la distance si grande, explique Greason. Alpha Centauri est à une distance de 4,3 années-lumière, soit environ 2 000 fois plus loin du Soleil que la sonde Voyager 1 a atteinte – le vaisseau spatial le plus éloigné que nous ayons jamais envoyé dans l’espace lointain jusqu’à présent.
Les avantages des faisceaux d’électrons
Les électrons sont plus faciles à accélérer à des vitesses proches de la vitesse de la lumière et offrent des avantages uniques, bien qu’ils aient leurs propres limitations. À des vitesses relativistes – c’est-à-dire proches de la vitesse de la lumière – le temps s’écoule plus lentement, ce qui signifie que le faisceau d’électrons n’a pas suffisamment de temps pour se disperser, permettant ainsi de garder le faisceau concentré, explique Greason. De plus, l’espace n’est pas vide. Il est rempli d’un gaz ionisé appelé plasma, qui contient ses propres électrons et ions dérivant dans l’espace. Lorsque le faisceau d’électrons passe à travers ce plasma, il repousse les électrons plus légers de ce gaz environnant, mais les ions, plus lourds, se déplacent plus lentement et sont laissés derrière eux. Ces ions laissés derrière eux créent un champ magnétique qui attire le faisceau d’électrons ensemble, l’empêchant ainsi de se disperser. C’est ce que l’on appelle une compression relativiste. Si tout se passe bien, nous pouvons maintenir le faisceau ensemble dans l’espace sur une très grande distance – des milliers de fois la distance entre la Terre et le Soleil – ce qui fournirait la puissance nécessaire pour accélérer un vaisseau spatial.
La puissance nécessaire pour propulser un vaisseau spatial interstellaire
Dans leur article, Greason et Bruhaug calculent qu’un faisceau d’électrons se déplaçant à ces vitesses pourrait générer suffisamment de puissance pour propulser une sonde de 1 000 kg jusqu’à 10 % de la vitesse de la lumière. Cela lui permettrait d’atteindre Alpha Centauri en seulement 40 ans, une amélioration significative par rapport aux 70 000 années actuelles.
Les défis à relever
Le projet de générer un faisceau d’électrons et de le transmettre à un vaisseau spatial ne représente que la moitié du défi. La puissance générée doit être capable de propulser un vaisseau spatial. Cela signifie convertir l’énergie du faisceau en éjectant une sorte de propulseur ou de masse de réaction, explique Greason. Ce faisceau transmettrait beaucoup de puissance, et cette conversion ne devrait pas produire beaucoup de chaleur résiduelle dans le vaisseau spatial pour éviter qu’il ne fonde.
Les avantages des faisceaux d’électrons par rapport aux autres méthodes
Greason affirme que les faisceaux d’électrons pourraient permettre d’atteindre des portées 10 000 fois supérieures par rapport aux voiles poussées par laser, tout en nécessitant moins de puissance pour propulser des vaisseaux spatiaux plus lourds. Selon Greason, le coût de la création d’un grand faisceau d’électrons est proportionnel à la puissance, de sorte que l’approche du faisceau d’électrons relativistes pourrait être beaucoup plus abordable.
Les implications du transport d’énergie à longue distance
La capacité à transmettre de l’énergie sur de longues distances a des implications considérables, de la possibilité de voyager plus rapidement dans le système solaire à la transmission de l’énergie du soleil vers d’autres endroits comme la Lune. Bien que cela reste un objectif lointain, la réduction du coût du transport interstellaire pourrait un jour permettre aux humains de voyager vers d’autres étoiles, repoussant les limites de l’exploration spatiale.
