StartShot : les vaisseaux stellaires ultra rapides de Stephen Hawking
Le groupe Breakthrough Listen soutenu par le scientifique Stephen Hawking vient d’annoncer son nouveau projet : une technologie basée sur des rayons lasers pourrait permettre d’atteindre Alpha du Centaure.
Breakthrough Starshot pour partir à la rencontre des extraterrestres
C’est ce 12 avril que nous avons découvert le nouveau projet Breakthrough Starshot lors du One World Observatory qui se tenait à New York. Ce projet assez fou est né de la collaboration entre Stephen Hawking, Mark Zuckerberg et le milliardaire russe Yuri Milner reconnu pour ses projets (ambitieux) liés à l’espace. Le Russe avait déjà présenté l’année dernière, un projet à 100 millions de dollars pour tenter de trouver des signaux extraterrestres. Désormais, il veut trouver la solution pour partir à la rencontre des extraterrestres !
Ce nouveau programme Breakthrough Starshop doté d’un budget de 100 millions de dollars est dédié à réfléchir à une nouvelle technique pour élaborer des sondes interstellaires. Cette technologie implique la conception de milliers de nano-vaisseaux attachés à des voiles solaires catapultés à l’aide de rayons laser d’une puissance de plusieurs gigawatts pouvant atteindre jusqu’à 20% de la vitesse de la lumière. D’après leurs calculs, les visionnaires estiment qu’il serait possible d’atteindre Alpha du Centaure, le système d’étoiles le plus proche du Soleil, situé à 4 années-lumière en seulement 20 ans !
Une technologie à base de rayons laser superpuissants
L’idée semble sortir tout droit d’un scénario de science-fiction, mais selon Milner, le projet Breakthrough repose sur des technologies déjà existantes ou disponibles très prochainement. Et pour prouver que cette annonce n’est pas qu’une utopie, les scientifiques ont présenté, lors de cette conférence, des prototypes avec notamment le Starchip, un petit galet d’un gramme doté de capteurs miniatures et d’électronique comme des caméras, des systèmes de communication ou encore des programmes informatiques autonomes de navigation. Le tout sera attaché à une voile solaire de la taille d’une feuille d’un mètre carré composée de quelques atomes d’épaisseur et pesant seulement quelques grammes. Ainsi, c’est cette feuille qui fera office de système de propulsion.
Ajoutez à cela plusieurs lasers qui, une fois combinés, généreront une puissance de 100 gigawatts et permettront de pousser la sonde pour atteindre une vitesse de 161 millions de kilomètres par heure. Le but de ce projet est donc d’envoyer une armée de minivaisseaux en direction d’une étoile proche pour augmenter les chances qu’un de ces vaisseaux puisse survivre au voyage !
Développer l’exploration du système solaire
L’autre objectif de ce projet est de développer l’exploration de notre système solaire. A la différence de construire un seul et unique satellite, cette technologie a l’avantage de coûter moins cher et d’être plus légère tout en embarquant autant d’instruments. Cependant, le seul obstacle à ce projet est de trouver le moyen de concevoir des lasers assez puissants et de développer des systèmes de communication capables de traverser l’espace interstellaire.
Comme l’a annoncé Yuri Milner, désormais "pour la première fois dans l’histoire humaine, nous pouvons faire plus que regarder les étoiles : nous pouvons les atteindre !".
Seul hic, pas de laser de l'autre côté... comment on freine ?
Du coup, il "suffirait" d'arrêter l'accélération quelques mois ou années avant destination, et de laisser la sonde s'arrêter d'elle même...
Tu sais, celles qui t'expliquent qu'une explosion dans l'espace fait toujours plus de bruit parce qu'il n'y a pas d'air pour arrêter le son ;-))
Mais tu te doute bien qu ils y ont pensé avant de mettre 100 millions sur la table.
D'un autre coté, toutes les premières sondes lunaires ou planétaires (lunik, mariner et compagnie) ne comportaient aucun système de freinage. L'idée c'était on prend des photos, on fait des mesures (radioactivité, champ magnétique), et on envoie tout ça par radio jusqu'à ce qu'on se crashe ! Et c'était déjà super bien !
D'autant que s'ils envisagent d'envoyer une flopée de sonde, ça va photographier dans tous les sens pire qu'un autocar de japonais.
Cela dit ce n'est pas le seul problème.
D'abord, je me demande dans quel état sera la "feuille de quelques atomes d'épaisseur au bout de 20 ans de voyage (en fait, un peu moins que ça pour elle, relativité oblige ; mais quand même…).
Un autre grand problème classique c'est l'alimentation électrique de ce petit monde. Dont le chauffage. Mais aussi, sur un voilier, il faut barrer… Peut-être le faisceau lumineux suffira-t-il ?
Au sol, c'est pas gagné non plus… Avec "plusieurs" GW lumineux, la partie diffractée par l'atmosphère risque d'être mortelle pour toute vie végétale (au feu !) ou animale dans un rayon à chiffrer en km. Déjà qu'aux US, avec leur grande centrale solaire écologiste, les rapaces se font brûler vif, et ce n'est "que" le soleil, pour une puissance au foyer qui n'est "que" de l'ordre du MW. Coté navigation aérienne, là aussi ils ne vont pas se faire que des copains… En plus, rotation de la terre oblige, je ne suis pas certain que la propulsion soit 24/24 (?)
Ah oui, j'oubliais : pour une visée correcte, il faudra des miroirs adaptatifs, ce qui n'est pas forcément compris dans le devis.
Tout ça peut être réglé "simplement", en installant les lasers (et leur groupe électrogène) dans l'espace. Mais là, la douloureuse va faire très mal !
Ou alors, j'ai une meilleure idée pour abriter les lasers : faire un satellite géant en forme de sphère, contenant un gros réacteur nucléaire (et les bureaux des généraux), avec un grand miroir parabolique commun à tous les lasers. Sans compter qu'entre deux propulsions de satellite, ça pourrait servir à "pacifier" des villes "rebelles" (la puissance est trop faible pour faire exploser la planète ; tant pis…)
La vitesse de libération n'a rien a faire ici puisque qu'on ne cherche pas à faire sortir de l'atmosphère quoi que ce soit (les micro-sondes seraient déjà dans l'espace, elles ne résisteraient pas aux frottements dû à l'air peu importe leur vitesse)... Qui plus est à une vitesse telle (0.2C) il faudrait un astre d'une masse titanesque et très petit pour que que la vitesse de libération soit supérieure à 0.2C (pas envie de faire les calculs mais presque sur que la vitesse de libération pour le soleil n’atteint même pas 0.1C) donc la vitesse de libération n'a véritablement rien à voir ici.
Pour ce qui est de la feuille bah on s'en fiche un peu... Le seul intérêt c'est qu'elle donne la vitesse à la sonde qui restera constante car aucune force pour freiner (d'où les interrogations de certains) mais comme je l'ai déjà le freinage n'est pas ce qu'on cherche ici ce sont juste des balises suicides (impossible de calculer quoi que ce soit sur une distance telle, il y'a bien trop de choses à prendre en compte c'est déjà dur (voir mission impossible) dans le système solaire alors sorti de ça...)
Niveau lasers bah le principe d'un laser c'est que c'est unidirectionnel donc très peu de diffraction dans l'air qui à un indice de diffraction très proche du vide donc non il n'y aura pas de km réduits en feu...
De plus il est fort probable que des lasers dans un domaine invisible (à l'oeil humain) soient utilisé, et ils ne sont pas sensé fonctionner longtemps juste le temps de donner la vitesse attendu aux sondes (soit quelques s/min/h/jours je connais pas la technique envisagé) ensuite on éteint tout ! Donc pas besoin d'aller dans l'espace ce qui serait un surcout immense et vraiment très difficile !
Bref j'espère t'avoir éclairer toi et ceux qui chercheraient à comprendre un peu plus comment ça pourrait fonctionner ;)
En tant que membre actif du club des flemmards, je n'ai pas non plus fait les calcul, mais la pression de radiation c'est vraiment pas lourd donc, contrairement à toi, je pense qu'un "coup de pied au cul initial" ne suffira pas ! On parle tout de même de c/5, c'est pas de la gnognotte ! Je penses que Hawking envisage des années de propulsions, et compte sur la faible divergence des lasers pour que ça pousse encore, même très loin. Et puis, c'est la seule énergie qui va parvenir à la sonde avant d'approcher Alpha du Centaure (d'une autre coté, bonne nouvelle : je crois qu'en labo on a réussi à faire des capteurs solaires avec des technos qui pourraient être compatible avec celles de la voile : une sombre histoire de molécules piégées entre deux "feuilles" de carbone, si mes souvenirs sont bons).
Même au delà de l'héliopause, tu as une idée des effet d'une bête particule alpha sur une feuille de 10 atomes se déplaçant à c/5 ? Je pencherais pour un joli cratère… Et l y a tout le nuage de Oort à traverser, alors qu'on est en pleine accélération ! (remember ! on vise c/5 ! avec une accélération d'une fraction de g !)
Quant aux effets sur terre, quand tu joue avec des GW, il y a une sacrée nuance entre "très peu de diffraction" et "pas de diffraction du tout". L'atmosphère contient plein de choses (des poussières, des glaçons - dans les nuages, au cas où tu te poserais la question - des oiseaux, etc.) qui ne demandent qu'a rétrodiffuser des paquets de kW voire des MW vers le sol. Je sais, quand on joue avec des lasers, on est dressé à penser "impulsions". Mais là, les GW seront forcément CW !
Passer en IR n'est d'ailleurs pas une si bonne idée, car le CO2 (celui de l'effet de serre) va flinguer le rendement. Dis toi que si nos yeux voient dans le visible, c'es bien parce que l'atmosphère y est transparente.
Bref j'espère t'avoir éclairé toi et ceux qui chercheraient à comprendre un peu plus comment ça pourrait fonctionner >;-/)))))
Là, à mon avis (j'ai pas suivi la conf), c'est juste un crash test avec un crash obligatoire à l'arrivée, on envoie pleins de micro-sondes et on espère recevoir des données dès qu'elles auront atteint un certain cap.
Les sondes sont trop petites pour avoir un système de propulsion embarqué et en rajouter un (que ce soit à la voile ou à la sonde elle même) serait trop contraignant, beaucoup trop cher avec une chance de réussite quasi nulle !
L'espace est très vaste, pas tout a fait vide et à cette vitesse là la moindre poussière devient mortelle, d'où l'interet d'en envoyer des milliers, mais je reste sceptique quand à la réussite de ce projet :/
Enfin bref j'espère vivement que ça marche mais pour l'instant wait and see...
Ça fait quelque chose comme 40 ans que les partisans des voiles solaires vantent leur solution, séduisante en théorie mais se heurtant à des contraintes technologiques contradictoires.
Encore qu'à ma connaissance, c'est la première fois qu'on propose cette approche pour un voyage interplanétaire. En général le "marché" visé est celui du "space trucking" (transport de fret non urgent (!) entre planètes intérieures).
Si ça fait réfléchir et que ça "donne envie", c'est toujours ça de pris.
Après je raconte peut être de la merde j'avais vite fais survolé le truc, mais je crois que c'est ça
Et puis tu as 20 ans devant toi pour avoir un télescope assez sensible pour détecter la chose. Pour l'instant, on a les gros télescope du Chili (la fonction interférométrie ne sert à rien ici, il faut juste des photons à décoder) et on devrait avoir le télescope spatial Webb.
Il reste du temps pour avoir fait mieux, 20 ans après le lancement …
Moi j'dis on se fait un petit weekend sur la Lune, qui est partant ? ^^
Par contre, si on accélère encore, ce n'est pas tant le temps du voyage "vu de la terre" qui va diminuer que le temps "vu du gars qui est dans la boîte".
En fait, je ne suis pas certain, mais je crois que pour le voyageur "sans hublot", la relativité n'intervient pas. Il n'y a pas de limite à sa "vitesse" car son temps ralentit pour compenser les effets relativistes "vus de dehors".
Chacun son job…