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« La Terre est le berceau de l’humanité, mais l’humanité ne peut pas rester dans ce berceau pour toujours », a écrit le pionnier soviétique des voyages spatiaux Konstantin Tsiolkovsky dans une lettre en 1911. Les scientifiques ont longtemps écrit et parlé d’une nécessité perçue de voyager vers d’autres planètes pour la survie à long terme de l’espèce humaine.

Alors que la NASA, SpaceX et d’autres entreprises ont des plans à relativement court terme pour nous amener sur Mars, qu’en est-il de la nécessité d’explorer au-delà de notre étoile, le Soleil, dont on estime qu’il s’éteindra dans 7,5 milliards d’années ?

DÉCLARÉ : DESTINATION MARS : 15 INCROYABLES MILESTONES SPACEX, PASSÉS ET FUTURS

Les voyages interstellaires ne se produiront peut-être pas de notre vivant, mais les agences spatiales et les entreprises privées développent des théories et des méthodes pour aller vers d’autres étoiles. Voici 17 faits sur la façon dont nous pourrions un jour voyager vers d’autres étoiles.

L’étoile la plus proche de la Terre est hors de portée avec les technologies actuelles

A son retour de l’alunissage, Neil Armstrong a décrit avec éloquence l’immense distance entre notre Lune et la Terre en disant : « cela m’a soudainement frappé que ce petit pois, joli et bleu, était la Terre. J’ai levé mon pouce et fermé un œil, et mon pouce a effacé la planète Terre. Je ne me sentais pas comme un géant. Je me sentais très, très petit. »

La distance de la Terre à la Lune (383 400 km) n’est qu’une fraction minuscule de la distance à notre Soleil, et la distance de la Terre au Soleil (149,81 millions de km) est une proverbiale goutte d’eau dans l’océan quand on la compare à la distance à l’étoile la plus proche du Soleil.

L’étoile la plus proche de notre système solaire est Proxima Centauri. Elle fait partie d’un système stellaire triple appelé Alpha Centauri et se trouve à environ 4,24 années-lumière (ou 1,3 parsecs) de la Terre. Comme l’explique la NASA, cela signifie que Proxima Centauri est à 40 208 000 000 000 (4 trillions) de km de la Terre.

Notre moyen de voyage spatial le plus rapide et le plus fiable actuellement est la fusée à entraînement ionique, qui a emmené la mission Deep Space 1 vers la comète Borrelly en 1998. En raison de l’immense distance entre la Terre et Proxima du Centaure, l’utilisation de l’entraînement ionique pour se rendre jusqu’à notre étoile voisine la plus proche prendrait 18 000 ans, soit environ 2 700 générations humaines.

A notre rythme actuel d’innovation technologique se lancer dans ce voyage serait futile car nous développerions probablement une technologie qui pourrait rattraper, et dépasser, le vaisseau spatial à propulsion ionique des années après son décollage de la Terre.

Proxima Centauri a une planète potentiellement habitable dans son orbite

En août 2016, les scientifiques ont documenté une planète de la taille de la Terre potentiellement habitable en orbite autour de Proxima Centauri, qui a ensuite été surnommée Proxima b. Proxima b est une exoplanète, ce qui signifie que la planète entre dans les paramètres de température requis pour que la vie se développe.

Bien que cela ne signifie en aucun cas que nous allons trouver de la vie sur la planète – sa proximité avec son soleil signifie également que son atmosphère pourrait être exposée à des quantités mortelles de radiations – la découverte a rafraîchi les espoirs que nous pourrions un jour voyager vers une planète extraterrestre en orbite autour d’une étoile voisine.

Bien que Proxima Centauri soit l’étoile la plus proche, outre le Soleil, de la Terre, sa voisine Alpha Centauri est beaucoup plus brillante et pourrait également être un objectif pour les missions du futur lointain.

De nouvelles méthodes et théories pour les voyages interstellaires sont toujours en développement

Dans son livre Magnifique désolation : The Long Journey Home from the Moon, l’astronaute d’Apollo 11 Buzz Aldrin a écrit :

« Je crois que les voyages dans l’espace deviendront un jour aussi courants que les voyages en avion le sont aujourd’hui. Je suis cependant convaincu que le véritable avenir des voyages spatiaux ne réside pas dans les agences gouvernementales – la NASA est toujours obsédée par l’idée que le but premier du programme spatial est la science – mais les véritables progrès viendront des entreprises privées qui se font concurrence pour offrir l’ultime voyage d’aventure, et la NASA recevra les bénéfices par ruissellement. »

L’entreprise privée d’Elon Musk, SpaceX, a déjà relancé la course pour aller sur Mars et au-delà avec ses boosters de fusée réutilisables éprouvés et ses plans pour une mission habitée historique vers l’ISS avec sa capsule réutilisable Crew Dragon en mai de cette année.

Ce n’est pas la seule entreprise qui cherche à faire de grandes avancées dans le voyage spatial. Parmi les initiatives bénévoles et financées par le secteur privé, on peut citer la Tau Zero Foundation, le sinistrement nommé Project Icarus et Breakthrough Starshot. Toutes visent à réaliser le décollage pour les voyages interstellaires.

L’entreprise privée Breakthrough Starshot vise à se rendre à Proxima Centauri de notre vivant

Bien que l’objectif ultime soit d’amener les humains sur d’autres planètes et systèmes solaires, une entreprise, Breakthrough Starshot, pense pouvoir être la première à envoyer un vaisseau spatial non habité vers notre étoile voisine la plus proche, Proxima Centauri, en utilisant une méthode intrigante.

L’initiative de 100 millions de dollars est financée à titre privé par les milliardaires Yuri et Julia Milner – le premier de nationalité israélo-russe – et vise à propulser une minuscule sonde vers l’étoile en zappant sa voile extrêmement légère à l’aide d’un puissant faisceau laser tiré depuis la Terre.

L’entreprise compte sur la miniaturisation des technologies futures, qui permettrait à un engin spatial si léger – pesant moins d’un gramme – qu’il pourrait être propulsé par l’impact d’un laser d’accélérer finalement à environ un cinquième de la vitesse de la lumière. À cette vitesse, le vaisseau spatial de Breakthrough Starshot pourrait atteindre Proxima Centauri en une vingtaine d’années.

Pour que cela soit réalisable, Breakthrough Starshot a besoin d’avancées technologiques qui permettraient à un minuscule vaisseau spatial de transporter des propulseurs, une alimentation électrique, des équipements de navigation et de communication afin qu’il puisse renvoyer par faisceau ce qu’il voit lorsqu’il atteint Proxima b.

Les voiles solaires pourraient un jour nous emmener au-delà de nos étoiles

En juillet dernier, la Planetary Society a lancé et testé une voile solaire inspirée de Carl Sagan qui s’est avérée capable de modifier sa trajectoire orbitale grâce à une voile légère qui a converti l’énergie des photons de la lumière solaire en énergie propulsive.

Bien que la fabrication relativement facile et bon marché des voiles solaires en fasse une méthode rentable pour les voyages spatiaux, il est peu probable qu’elles aient un jour l’énergie propulsive nécessaire pour transporter des humains. Elles dépendent également de la lumière des étoiles, ce qui signifie que l’alternative basée sur le laser de Breakthrough Starshot (au point 4) est l’option la plus viable.

Pour acquérir la vitesse nécessaire pour parcourir de longues distances, elles auraient également besoin de temps pour accélérer. À l’heure actuelle, les voiles solaires sont considérées comme une méthode plus viable pour transporter des satellites dans notre système solaire, plutôt que des humains vers des systèmes stellaires éloignés.

La voile magnétique est une alternative à la voile solaire

La voile magnétique est une variation de la voile solaire qui est propulsée par le vent solaire plutôt que par la lumière du soleil. Le vent solaire est un flux de particules chargées qui possède son propre champ magnétique. Selon New Scientist, une voile magnétique entourerait un vaisseau spatial d’un champ magnétique qui repousse le champ du vent solaire, conduisant à la propulsion magnétique du vaisseau spatial loin du Soleil.

Comme pour les voiles solaires, la voile magnétique a malheureusement ses limites comme méthode de voyage interstellaire. Au fur et à mesure qu’un vaisseau spatial propulsé par une voile magnétique s’éloigne du Soleil, l’intensité de la lumière solaire et du vent solaire diminuerait considérablement, ce qui signifie qu’ils ne seraient pas en mesure de prendre la vitesse nécessaire pour être propulsés vers une autre étoile.

7. Le voyage interstellaire proche de la vitesse de la lumière est possible… en théorie

La théorie de la relativité restreinte stipule que les particules de lumière, les photons, voyagent dans le vide à une vitesse constante de 670 616 629 miles par heure. Si nous pouvions d’une manière ou d’une autre exploiter un vaisseau capable de se déplacer à une vitesse proche de cette vitesse, les voyages interstellaires seraient une proposition complètement différente de ce qu’ils sont aujourd’hui.

Comme le souligne la NASA, il y a, dans tout l’espace, des cas de particules, qui ne sont pas des photons, qui sont accélérées à une vitesse proche de celle de la lumière. Des trous noirs à notre environnement proche de la Terre, les particules qui sont accélérées à des vitesses incroyables – 99,9 % de la vitesse de la lumière – probablement grâce à des phénomènes tels que la reconnexion magnétique, pourraient indiquer des recherches futures qui pourraient nous aider à exploiter des méthodes pour atteindre de telles vitesses.

De nombreuses théories et méthodes hypothétiques pour les voyages interstellaires proches de la vitesse de la lumière ont déjà été proposées – plusieurs d’entre elles sont mentionnées dans les points ci-dessous.

Les trous de ver pourraient fournir un raccourci vers d’autres parties de l’univers

En plus de prédire l’existence des trous noirs, des années avant que nous n’en voyions un sur une image, la théorie de la relativité générale d’Einstein a également permis de prédire l’existence des trous de ver. Ce terme, « trou de ver », qui décrit des raccourcis en forme de tunnel qui traversent l’espace et le temps, a été inventé par le physicien quantique John Wheeler, qui a également inventé le terme « trou noir ».

Bien que les trous de ver soient une idée alléchante pour les voyages spatiaux qui a illuminé l’imagination de plus d’un amateur de science-fiction au fil des ans, la probabilité que nous puissions un jour voyager à travers l’un d’eux est incroyablement mince. Premièrement, nous ne sommes même pas certains que les vortex existent ; deuxièmement, selon la théorie, tout type de matière qui entrerait dans un vortex provoquerait sa fermeture immédiate.

Bien qu’il soit possible de stabiliser la matière entourant un trou de ver et de le maintenir ouvert en utilisant un champ d’énergie négative appelé rayonnement fantôme, toutes les théories sont très largement au stade d’hypothèse et ne seront très probablement pas testées sous une forme véritable avant de nombreuses années.

Les trous de ver sont également problématiques car le fait qu’ils puissent transporter de la matière à travers l’espace signifierait qu’ils sont également une forme de machine à voyager dans le temps, et seraient, par conséquent, une violation des lois de cause à effet. Cela n’a pas empêché certains scientifiques de concevoir des théories et des méthodes pour des méthodes de voyage interstellaire qui utilisent les trous de ver – plus à ce sujet dans la section 14.

La NASA travaille sur une proposition de Em Drive qui pourrait permettre de voyager dans l’espace sans avoir besoin de carburant

La NASA et d’autres organisations travaillent sur une proposition de moteur sans carburant qui pourrait juste être impossible. Pourquoi ? Parce que le gain, s’ils réussissaient, serait si révolutionnaire qu’il changerait complètement notre capacité de voyage interstellaire et ouvrirait une nouvelle ère pour l’humanité.

Le moteur « hélicoïdal », surnommé EmDrive, a été proposé pour la première fois par le scientifique britannique Roger Shawyer en 2001. Shawyer a émis l’hypothèse que nous pourrions générer une poussée en pompant des micro-ondes dans une chambre conique. En théorie, les micro-ondes devraient rebondir sur les parois de la chambre de manière exponentielle. Ce faisant, elles créeraient une propulsion suffisante pour alimenter un engin spatial sans carburant.

Si cela ne suffisait pas, l’ingénieur de la NASA David Burns, qui fait partie des tests en laboratoire sur le moteur théorique, affirme que, étant donné que l’EMDrive n’a pas besoin de carburant, un engin spatial alimenté par un tel dispositif pourrait éventuellement atteindre une vitesse de 99.9 pour cent la vitesse de la lumière.

Bien que certains chercheurs affirment avoir généré une poussée lors des expériences EmDrive, la quantité était si faible que les détracteurs affirment que l’énergie pourrait avoir été réellement générée par des facteurs externes, tels que les vibrations sismiques de la Terre.

L’une des formes théoriques les plus obscures de voyage interstellaire est la fusée à matière noire

Dans une étude intitulée Dark Matter as a Possible New Energy Source for Future Rocket Technology, des scientifiques ont exposé une méthode pour une forme de voyage qui exploiterait l’énergie de la mystérieuse matière noire de l’univers.

Les chercheurs à l’origine de l’article ont proposé une variation de l’EmDrive (voir point 9) qui exploiterait l’énergie de la matière noire afin d’alimenter une fusée. L’avantage ? Tout comme l’EmDrive, il s’agirait d’un moteur qui ne repose pas sur la combustion chimique, ce qui signifie qu’il supprimerait les entraves à nos méthodes actuelles de voyage interstellaire.

Le problème des fusées à matière noire ? Nous ne savons presque rien de la matière noire, à part le fait qu’elle existe. Cette forme de voyage dépend grandement des découvertes futures. Elle vaut cependant la peine d’être recherchée, simplement parce que la matière noire est partout ; si elle pouvait être utilisée comme carburant, nous en aurions une réserve infinie.

Des ingénieurs ont travaillé sur le développement d’un réacteur à fusion nucléaire pour les voyages spatiaux

Les fusées à fusion sont un type de vaisseau spatial qui s’appuierait sur les réactions de fusion nucléaire pour nous emmener aux confins de l’espace. La possibilité de développer une telle fusée a été explorée dans les années 1970 par la British Interplanetary Society dans le cadre de son projet Daedalus.

Ces fusées s’appuieraient sur les grandes quantités d’énergie libérées lors de la fusion nucléaire. La principale méthode qui a été mise en avant pour libérer cette énergie dans les fusées est une méthode appelée fusion par confinement inertiel. Selon cette méthode, des lasers puissants font sauter une petite pastille de combustible pour faire exploser ses couches externes. À son tour, cela écraserait les couches internes de la pastille et déclencherait la fusion.

Des champs magnétiques seraient alors utilisés pour diriger le flux d’énergie à l’arrière du vaisseau spatial afin de le propulser vers l’avant. Un tel vaisseau pourrait parcourir la distance jusqu’à Proxima du Centaure en 50 ans. Le principal problème de cette méthode ? Malgré des décennies de travail, nous n’avons toujours pas vu de réacteur à fusion de fusée en état de marche.

La propulsion par impulsion nucléaire pourrait être la forme de voyage interstellaire proposée la plus folle

De loin, la forme de voyage interstellaire la plus téméraire, et la plus folle, que nous ayons vue proposée est la propulsion par impulsion nucléaire. Cette méthode verrait un vaisseau spatial propulsé par le lancement périodique d’une bombe nucléaire à l’arrière de l’engin avant de le déclencher à la bonne distance.

Cette méthode a été sérieusement étudiée par l’agence de technologie militaire du gouvernement américain DARPA, sous le nom de code Projet Orion. Un vaisseau spatial utilisant la propulsion par impulsions nucléaires devrait être équipé d’un amortisseur de chocs géant, qui permettrait de mettre en place un lourd blindage contre les radiations qui protégerait les passagers.

Bien qu’un tel engin spatial puisse théoriquement atteindre des vitesses allant jusqu’à 10 % de la vitesse de la lumière, le concept a été largement abandonné après l’entrée en vigueur de l’interdiction des essais nucléaires dans les années 1960.

Le statoréacteur Bussard apporterait une solution au problème du carburant lourd

Le statoréacteur Bussard est une autre solution à l’une des limites de la dépendance à la combustion chimique – à savoir le poids du carburant. Avec notre meilleure méthode actuelle pour les voyages interstellaires, plus nous voulons aller loin, plus nous avons besoin de carburant, plus le vaisseau spatial est lourd et plus l’accélération est lente.

Le statoréacteur Bussard, proposé par le physicien Robert Bussard en 1960, reprend le concept de la fusée à fusion (point 11) et lui donne une tournure ; au lieu de transporter une réserve de combustible nucléaire, l’engin spatial ioniserait l’hydrogène de l’espace environnant, puis l’aspirerait à l’aide d’une grande écope à « champ électromagnétique » (comme sur l’image).

Le principal problème de cette méthode pour les voyages interstellaires est que, les niveaux d’hydrogène étant si rares, l’écope pourrait devoir faire des centaines de kilomètres de diamètre.

La NASA travaille au développement d’un moteur de distorsion réel

Le moteur Alcubierre a été proposé pour la première fois en 1994 par Miguel Alcubierre, un physicien de l’Université du Pays de Galles à Cardiff. Le moteur proposé utiliserait de la « matière exotique », c’est-à-dire des types de particules qui ont une masse négative et exercent une pression négative. Plus important encore, la « matière exotique » n’a pas encore été découverte, ce qui signifie que le moteur Alcubierre repose sur une découverte future qui pourrait ne jamais se produire.

Les particules de « matière exotique » pourraient déformer l’espace-temps, faisant en sorte que l’espace devant le vaisseau spatial se contracte et que l’espace derrière lui se dilate. Cela signifierait que le vaisseau se trouvait à l’intérieur d’une « bulle de distorsion » qui pourrait théoriquement voyager plus vite que la lumière sans enfreindre les lois de la relativité.

Le principal problème ? Outre le fait qu’il n’existe aucune preuve de l’existence de « matière exotique », le moteur d’Alcubierre, qui est essentiellement un moteur de distorsion réel de Star Trek, aurait besoin d’une énergie égale à l’énergie totale de l’univers pour le soutenir. Malgré cela, en 2012, le scientifique de la NASA Harold Sonny White et ses collègues ont publié un article, intitulé Warp Field Mechanics 101, détaillant les travaux sur la possibilité d’un lecteur d’Alcubierre.

Les astronautes auront probablement besoin d’écosystèmes de voyage pour survivre au voyage

Pour toutes les théories sur les lecteurs de distorsion et les EmDrives qui pourraient permettre de voyager à une vitesse immense, le fait est que les futurs astronautes devront probablement être préparés à des voyages incroyablement longs. Même si nous pouvions voyager à 99,9 % de la vitesse de la lumière, il nous faudrait environ 4 ans pour atteindre notre système stellaire le plus proche, Alpha Centauri.

Comme le chercheur et professeur d’architecture expérimentale Dr Rachel Armstrong l’a déclaré à la BBC, nous devons commencer à penser à l’écosystème que l’humanité interstellaire occupera là-bas, entre les étoiles.

« Nous passons d’une vision industrielle de la réalité à une vision écologique de la réalité », a expliqué Armstrong. « Il s’agit d’habiter des espaces, et pas seulement de concevoir un objet emblématique. »

Plutôt que les imposants vaisseaux spatiaux métalliques de films comme Alien et 2001 : l’Odyssée de l’espace, Armstrong envisage des habitats avec beaucoup d’espace pour de grands biomes remplis de vie organique qui peuvent soutenir les êtres humains lors de longs voyages interstellaires.

Le cryo-sommeil est également envisagé pour les voyages incroyablement longs entre les étoiles

Prenant encore une autre feuille des films et romans de science-fiction, l’idée du cryo-sommeil a été sérieusement envisagée comme un moyen de permettre aux êtres humains de voyager sur d’énormes distances sans vieillir et sans avoir à être éveillés pendant des voyages qui peuvent durer des mois.

En 2016, la NASA a financé des recherches sur un type d’animation suspendue où des équipages entiers sont mis en sommeil cryogénique pour la durée de longues missions spatiales. L’entreprise à l’origine de ce projet, SpaceWorks, travaille au développement d’une méthode pour mettre les astronautes dans un état contrôlé d’hypothermie avancée qui leur permettrait d’hiberner pendant les longs voyages dans l’espace.

Est-ce que nous atteindrons un jour une autre étoile ? Les experts pensent que oui

« Dès le début de l’existence humaine, nous avons regardé les étoiles et y avons projeté nos espoirs et nos peurs, nos angoisses et nos rêves », a déclaré la chercheuse Rachel Armstrong à la BBC. Grâce au grand nombre de théories, de modèles théoriques et de méthodes qui sont élaborés aujourd’hui, explique Mme Armstrong, le voyage interstellaire « n’est plus seulement un rêve, c’est maintenant une expérience. »

Comme l’a écrit Carl Sagan, « toutes les civilisations deviennent soit spatiales, soit éteintes. » C’est pourquoi le voyage interstellaire est important ; que nous allions au-delà de notre système solaire dans cent ans ou plus de mille ans, le sort de notre future civilisation dépend en fin de compte du développement d’une technologie de voyage interstellaire capable de nous faire parcourir des distances qui semblent aujourd’hui inimaginables, et d’atteindre des lieux dont nous ne pouvons que rêver.

Note de la rédaction : Une version antérieure de cet article laissait entendre que le projet Breakthrough Starshot était financé par un  » milliardaire russe  » nommé Yuri Milner. Si Milner finance effectivement le projet, il est également israélien, ce qui signifie qu’il est israélo-russe. Cette erreur a depuis été corrigée pour refléter son statut de double citoyenneté en tant qu’Israélo-Russe. L’IE regrette cette erreur.