Nos ambitions en matière d’exploration spatiale nous ont conduits sur la Lune, des vaisseaux spatiaux sur Mars et des vaisseaux spatiaux aux confins du système solaire. Mais les humains ou les vaisseaux spatiaux peuvent-ils atteindre Alpha Centauri, le système stellaire le plus proche de notre planète ?
Alpha Centauri mesure environ 4,4 mètres de long Années lumière (à environ 25 000 milliards de milles ou 40 000 milliards de kilomètres) de la Terre et abrite trois étoiles distinctes. L’étoile la plus proche, Proxima Centauri, héberge également une exoplanète qui, selon les scientifiques, pourrait être Conditions nécessaires à la vie.
Mais accéder à ce système stellaire ne sera pas une tâche facile. La NASA estime qu’en utilisant une navette spatiale comme la navette NASA de 38 mètres (122 pieds), aujourd’hui retirée, DécouverteÇa prendra Près de 150 mille ans Pour atteindre Alpha Centauri.
Si les humains étaient capables de voyager à la vitesse de la lumière, nous pourrions atteindre Alpha Centauri d’ici quatre ans. Cependant, les lois de la physique stipulent que seules les particules de lumière sans masse appelées photons peuvent atteindre cette limite de vitesse cosmique. Ainsi, même si les humains n’atteindront jamais Alpha Centauri, il est possible que des vaisseaux spatiaux conçus pour atteindre une fraction beaucoup plus petite de la vitesse de la lumière puissent atteindre ces étoiles au cours de la vie d’un humain. Pour que les scientifiques puissent espérer qu’un vaisseau spatial atteigne la vitesse maximale, ils auront besoin de quelque chose de beaucoup plus petit que Discovery.
Marshall EubanksLe PDG de la startup Space Initiatives Inc. et membre du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA recherche des moyens de visiter à distance l’étoile Proxima Centauri à l’aide d’essaims de vaisseaux spatiaux de la taille d’un picomètre. (Un picomètre équivaut à un billionième de mètre.)
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« Nous sommes au milieu d’une véritable révolution dans les vols spatiaux et l’exploration spatiale, avec de très petits systèmes », a déclaré Eubanks dans un e-mail à Live Science. « Bien que les petits engins spatiaux individuels ne soient pas aussi performants que les engins spatiaux plus grands, tels que Voyager, leurs temps de développement sont beaucoup plus courts ; ils sont relativement peu coûteux. »
Les engins spatiaux plus petits nécessitent également moins d’énergie pour se propulser, ce qui pourrait constituer un avantage majeur pour augmenter leur vitesse.
Eubanks n’est pas le seul à mener ce type de recherche. Des initiatives révolutionnaires ont commencé Projet Starshot En 2016, des vaisseaux spatiaux de taille nanométrique ont été intégrés à des voiles légères, et En 2017La NASA a commencé à financer son propre projet visant à lancer une mission vers Alpha Centaure d’ici 2069100 ans après Apollo 11.
Même si les petits engins spatiaux sont plus faciles à accélérer que les sondes plus grandes, les sources de carburant conventionnelles ne sont pas, à elles seules, suffisamment puissantes ou abondantes pour propulser ces véhicules à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Sinon, Philippe LubinCes véhicules dépendraient probablement de la lumière, a déclaré à Live Science John Kerry, professeur de physique à l’Université de Californie à Santa Barbara dont les idées sur les voyages interstellaires ont inspiré l’équipe Starshot.
Énergie solaire
Lubin dit que la vitesse dans l’espace nécessite que le véhicule soit petit et ait une faible masse. L’un des principaux avantages de la propulsion optique est qu’elle est sans masse. En revanche, le carburant de fusée conventionnel crée une poussée en convertissant le carburant lourd en énergie en le brûlant. Avec soit une voile solaire, alimentée par la lumière du soleil, soit une voile photonique, alimentée par la lumière laser, vous obtenez toute la puissance sans aucun poids.
Lupin a dit qu’on pouvait y penser comme lancer une balle sur un morceau de papier. Lorsque la balle touche le papier, elle applique une force qui fait rebondir ou repousser le papier. De même, L’élan porté par la lumière est transféré au vaisseau spatial, le faisant rebondir et accélérer.
« Le système est une lampe de poche géante, c’est un réseau laser géant [on Earth] »Si les vaisseaux spatiaux sont des voiliers, alors la lumière laser est le vent dans leurs voiles », a déclaré Lupin.
La technologie nécessaire pour créer et tester ces véhicules, comme les équipements de communication suffisamment petits pour y tenir, est encore en cours de développement. Mais il n’y a aucune raison physique de croire qu’un tel vaisseau spatial ne pourrait pas effectuer une mission de survol d’Alpha Centauri, dit Lubin.
Cette mission pourrait se comporter de manière très similaire aux sondes Voyager 1 et 2, en transmettant à la Terre des images haute résolution du système stellaire, dont certaines pourraient contenir notre premier aperçu de la planète potentiellement habitable Proxima Centauri.
Alors que Lubin a souligné que le voyage vers Alpha Centauri serait un effort à long terme, Eubanks s’est dit convaincu que des progrès significatifs pourraient être réalisés au cours de ce siècle.
« Je pense que nous atteindrons le système Alpha Centauri en lançant de petites sondes dans les années 2040, et donc dans les années 2060 », a déclaré Eubanks. « Il est possible de lancer des sondes beaucoup plus grandes d’ici la fin du siècle, mais en l’absence de tout cela. des avancées significatives. » « Attendues dans le domaine de la physique de la propulsion, je crois que les missions habitées seront importantes au cours du siècle prochain. »