Les experts de la NASA ont approuvé une autre liste de 25 projets d'exploration spatiale «fous», dont les auteurs proposent d'étudier Mars à l'aide de robots «transformateurs» et de cyber-abeilles, de construire un moteur à positons et laser pour le vol vers Alpha Centauri, et également de protéger les Marsonautes des radiations à l'aide d'un géant aimant.
«Cette année, nous avons reçu un nombre record de candidatures - plus de 230 propositions de nos concurrents, et la lutte entre eux a donc été particulièrement féroce. J'ai hâte de voir ces projets prendre vie », a déclaré Jason Derleth, directeur du programme NIAC au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, aux États-Unis.
Toutes les quelques années, l'agence organise le concours d'innovation NIAC, dans lequel des experts collectent et mettent en œuvre les idées les plus audacieuses, bizarres et prometteuses pour étudier l'espace proche et lointain, ainsi que la surface des planètes du système solaire.
Les spécialistes de la NASA sélectionnent chaque année plusieurs projets spatiaux à haut risque mais prometteurs inventés par de petites équipes de recherche. Ensuite, l'agence fournit des ressources et des fonds pour leur mise en œuvre, 20 à 25 autres chercheurs reçoivent de petites subventions pour l'étude initiale.
A travers les épreuves des étoiles
Aujourd'hui, la NASA et d'autres agences spatiales de premier plan du monde ont reconnu qu'il sera impossible d'étudier l'espace sans créer de nouvelles propulsions et centrales électriques capables d'amener l'humanité au niveau interstellaire. Immédiatement, cinq projets approuvés par le NIAC sont consacrés à la création de tels systèmes qui peuvent soit accélérer les vaisseaux à des vitesses proches de la lumière, soit se déplacer presque indéfiniment.
Trois d'entre eux ont déjà été approuvés lors de précédents concours NIAC, et maintenant ils sont les gagnants de la deuxième phase de ce projet, qui implique un financement beaucoup plus substantiel et implique que les auteurs de ces idées ont pu prouver que leurs «projets fous» fonctionnent vraiment.
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Le premier est le projet scandaleux du «moteur Mach» qui viole la théorie de la relativité d'Einstein et fonctionne vraisemblablement grâce à l'une des propriétés de l'espace-temps, découverte à la fin du XIXe siècle par le célèbre physicien allemand Ernst Mach.
Il a suggéré que toutes les propriétés des corps physiques ne dépendent pas seulement d'eux-mêmes et de leur environnement immédiat, mais aussi de leur emplacement par rapport à tous les autres objets de l'Univers. Cette propriété, comme l'a montré le physicien américain James Woodward en 1990, peut en théorie être utilisée pour accélérer un vaisseau spatial sans consommer de carburant, attirant et repoussant des objets chargés à certaines périodes de temps.
Comme le notent Woodward et sa collègue Heidi Firn, remporter la première phase du NIAC leur a donné les ressources nécessaires pour s'attaquer au problème de surchauffe des premiers prototypes de moteurs et développer une théorie décrivant son fonctionnement. Grâce à cela, ils ont calculé la quantité d'énergie à dépenser pour voler vers Proxima b, la planète Terre la plus proche de nous.
Un voilier laser interstellaire vu par l'artiste.
L'argent alloué par la NASA dans la deuxième phase du NIAC sera dépensé par les physiciens pour créer les premiers prototypes et les tester. Si l'expérience réussit, Firn et Woodward pensent que la prochaine étape pourrait être un vol vers Proxima Centauri.
Deux autres projets - le voilier laser Breakthrough et le moteur thermonucléaire PuFF - s'intègrent bien dans le moule de la physique moderne. Dans le cadre de la première initiative, des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA proposent d'utiliser un laser orbital de 100 mégawatts pour accélérer un vaisseau spatial avec une voile de 110 mètres à des vitesses proches de la lumière et voler vers la périphérie du système solaire.
Les auteurs de la deuxième idée proposent de créer une installation qui comprime le combustible thermonucléaire à des températures et des pressions presque critiques, forçant ses atomes à fusionner les uns avec les autres et à libérer de l'énergie. Contrairement aux réacteurs thermonucléaires et aux bombes, ce gaz ne se comprime pas davantage et ne génère pas encore plus d'énergie, mais laisse le moteur sous la forme d'un jet ultra-dense capable d'accélérer le navire à des vitesses ultra-élevées.
Selon les auteurs de cette idée, des ingénieurs du NASA Space Flight Center du nom de Marshall, une installation similaire peut être créée aujourd'hui en utilisant des matériaux existants. Il emmènera les premières personnes sur Mars dans à peine un mois, et dans plusieurs décennies, il s'envolera vers les étoiles les plus proches de nous, en utilisant le carburant «improvisé» sous forme de gaz interstellaire et de poussière.
Calcul de la folie
Des projets plus «réalistes» sont présentés lors du concours. Par exemple, des scientifiques de l'Université A&M au Texas, auteurs du projet PROCSIMA, proposent de réduire la taille et la puissance du laser lui-même et du «voilier» qu'il accélère, en utilisant non pas un, mais deux types d'émetteurs. Le premier d'entre eux produira toujours de la lumière, et le second - un faisceau de particules chargées, qui jouent le rôle d'une sorte de «fibre» pour le rayonnement électromagnétique.
Ces particules, telles que conçues par les auteurs, garderont les photons à l'intérieur d'elles-mêmes, les empêchant de «se disperser» dans l'espace, ce qui augmentera l'efficacité d'un tel accélérateur d'environ 10 mille fois et lui permettra de fonctionner à des distances beaucoup plus grandes que Breakthrough. Selon leurs calculs, PROCSIMA pourra accélérer une petite sonde d'un diamètre d'un mètre à 10% de la vitesse de la lumière et la livrer à Alpha Centauri dans 42 ans, ou amener rapidement le télescope au point où la gravité du soleil commence à déformer la lumière.
Un moteur laser pour une sonde volant vers Alpha Centauri.
Le deuxième projet, RPP, est une variation sur le thème du «moteur nucléaire». Ses créateurs proposent de construire une installation qui sera alimentée par des isotopes rares. Leur désintégration conduira à la formation de positrons - la forme la plus simple d'antimatière. Ces positrons peuvent être combinés en un seul faisceau de particules d'antimatière, dont les collisions avec un faisceau de matière ordinaire généreront une poussée puissante et accéléreront le navire à des vitesses proches de la lumière.
Habitants de la planète "fer"
La plupart des autres projets du NIAC sont consacrés à l'étude de Mars et d'autres planètes du système solaire, ainsi qu'à la création de telles machines de recherche qui pourraient fonctionner indéfiniment.
Pour cette raison, le thème général de ces projets est devenu le concept dit d'ISRU (in-situ resource usage), qui repose sur l'idée d'utiliser tous les «moyens improvisés», y compris l'air, les roches et autres états de la matière sur les planètes pour fournir aux sondes de l'énergie et du carburant. …
Par exemple, des scientifiques du centre de recherche Ames de la NASA proposent de créer et de «peupler» Mars avec un type spécial de champignon pouvant pousser à la surface de la planète rouge. Ces champignons libèrent de la mélanine et d'autres substances qui absorbent activement les rayonnements ionisants et les rayons cosmiques et protègent les personnes ou les machines des effets des rayonnements.
A l'avenir, de tels champignons pourront être utilisés pour recouvrir les composants plastiques de l'enveloppe des bases martiennes et utiliser le mycélium pour équiper des modules habitables et même des «villes» entières.
Leurs collègues du JPL développent un véritable robot transformateur capable de changer de forme et de mode de mouvement, de se désassembler en plusieurs parties et de les relier par d'autres moyens. Cette machine, baptisée FAR, sera composée de nombreux mini-robots primitifs équipés d'un ensemble d'hélices et d'autres dispositifs de propulsion simples capables de se connecter pour former des objets de forme et de taille arbitraires.
Par exemple, un tel "transformateur" pourra se transformer en boule entraînée par les vents, en torpille capable de nager rapidement sous l'eau, en un analogue d'un drone avec une grande aile, et en de nombreuses autres structures capables de résoudre une variété de tâches.
Robot "transformateur" pour explorer Mars et d'autres planètes.
Ses concurrents seront une sorte de cyber-abeilles, qui sont développés par des ingénieurs des universités de l'Alabama et du Japon. Les insectes volants, comme les scientifiques l'ont remarqué depuis longtemps, dépensent exceptionnellement peu d'énergie pendant le vol, ce qui permettra à un petit robot avec des ailes "d'abeille" de vivre plusieurs fois plus longtemps qu'un drone et un drone ordinaires. De plus, une petite masse de ces cyberbogues permettra d'envoyer un essaim de tels robots sur Mars.
Le projet SPARROW, conçu pour rechercher des traces de vie sur Europe, Encelade et d'autres planètes avec des océans sous-glaciaires, fonctionnera de manière similaire. C'est un petit drone propulsé par la vapeur d'eau produite par l'atterrisseur, qui fait fondre la glace autour de la planète.
Cette approche, comme l'espèrent ses développeurs, permettra à SPARROW d'étudier plusieurs points intéressants à la surface de ces planètes à la fois, là où les premières traces de vie extraterrestre peuvent être trouvées.
Comme le soulignent les experts de la NASA, tous les projets approuvés dans le cadre du concours ne sont pas conçus pour une mise en œuvre rapide - il faudra au moins dix ans pour les développer. Cependant, le potentiel de toutes les innovations approuvées devrait être réalisé à 100%.
