Les gens rêvent depuis longtemps de voyager sur des planètes lointaines; le même problème est traité dans la science-fiction depuis plus d'un siècle. En réalité, de nombreux problèmes nous empêchent de le faire, notamment le manque de technologies adéquates. Mais cela n'empêche pas les scientifiques de théoriser les moyens possibles de conquérir l'espace, qui pourraient un jour devenir tout à fait réels.
Moteurs ioniques
Il est peu probable que les propulseurs ioniques soient nouveaux pour les fans de Star Wars, car ils ont été pilotés par les TIE Fighters. C'est également une technologie bien établie utilisée par la sonde Dawn, lancée en septembre 1997, pour étudier les planètes naines Vesta et Ceres.
Les moteurs ioniques fonctionnent lorsque les atomes de xénon sont bombardés d'électrons pour former des ions. À l'arrière du moteur se trouvent des mailles métalliques, chargées à 1000 volts, qui tirent des ions à une vitesse énorme. La poussée est assez faible, mais comme l'espace est un environnement sans frottement et sans gravité, elle augmente constamment. La vitesse maximale de Dawn est de 38 600 km / h.
Les moteurs ioniques nécessitent un minimum de carburant. Ils sont 10 fois plus efficaces que les moteurs chimiques. Ils tirent leur énergie de grands panneaux solaires, il n'est donc pas nécessaire de construire une installation de stockage de carburant. Il donne également aux propulseurs ioniques, en théorie, une source d'énergie inépuisable.
Le problème actuel des moteurs ioniques est qu'ils sont trop lents pour transporter des personnes. Ils pourraient être utilisés, par exemple, pour transporter du matériel et des fournitures vers les colonies martiennes.
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Statoréacteur Bussard
Comme mentionné ci-dessus, l'un des plus grands défis auxquels sont confrontés les voyages dans l'espace est la quantité de carburant nécessaire. Pour résoudre ce problème dans les années 1960, il a été proposé de créer le soi-disant statoréacteur interstellaire de Bussard.
L'idée est que le vaisseau spatial capte les protons dispersés dans l'univers au cours de son voyage. Si ces protons peuvent ensuite être synthétisés, le vaisseau spatial fait essentiellement voler une fusée nucléaire.
Certes, il y a un certain nombre de problèmes avec le concept Ramjet. Seul un certain nombre de protons peuvent être soulevés, et au fur et à mesure que les protons sont captés, une résistance significative va également naître. En outre, il y a une petite question sur la création d'un dispositif de fusion nucléaire stable et fonctionnel.
Mouvement sur une impulsion nucléaire
L'idée d'utiliser l'énergie nucléaire pour lancer des engins spatiaux remonte aux années 1950. Le projet Orion était une initiative de la NASA, qui a décidé de construire un navire de la taille d'un joli gratte-ciel, lancé par l'explosion d'une bombe nucléaire en dessous. Vous commencez déjà à deviner les problèmes associés au projet. Pour commencer, après ce projet, une énorme quantité de rayonnement devrait rester, et les astronautes eux-mêmes subiront un empoisonnement par rayonnement.
Lorsque la bombe explose, elle crée une impulsion électromagnétique qui détruira l'électronique embarquée. Et ceci si le lancement est toujours réussi et n'entraîne pas de pertes mortelles. Le projet Orion a été envisagé principalement parce qu'il pourrait nous amener sur Mars en trois mois. Un navire ordinaire en prendrait dix-huit.
De toute évidence, le Projet Orion est mort, mais l'idée derrière lui perdure. Voyager 1, Voyager 2 et Cassini ont utilisé une forme d'énergie nucléaire basée sur la désintégration du plutonium, le convertissant en électricité, pour leurs vols. Malheureusement, les réserves de plutonium nécessaire sur notre planète sont arrivées à leur fin et il est assez difficile de commencer la re-production, car il s'agit d'un sous-produit de la création de bombes nucléaires.
Mouvement sur faisceaux laser
L'ingénieur aérospatial Leic Mirabeau a eu l'idée d'utiliser le mouvement laser en 1988 alors qu'il travaillait sur le projet de défense antimissile Star Wars. L'appareil Mirabeau était censé être conique. Un faisceau laser puissant serait tiré de l'extrémité étroite du cône contenant le réflecteur parabolique.
Cela chaufferait l'air à l'intérieur à 30 000 degrés, conduisant à des explosions qui créent une poussée. Mirabeau croyait qu'un tel dispositif apparaîtrait dans les 20 prochaines années, mais ses pairs ont considéré cette idée avec scepticisme.
Vaisseau spatial interstellaire "Daedalus"
La British Interplanetary Society a mené des recherches pendant cinq ans, à partir de 1973, explorant la possibilité d'envoyer des humains à Barnard's Star, qui se trouve à six années-lumière. Leur solution était le vaisseau spatial interplanétaire "Daedalus". Daedalus était un vaisseau spatial gigantesque, également de la taille d'un bon gratte-ciel, et serait certainement assemblé en orbite terrestre.
Comme Project Orion, il a dû utiliser des moteurs à fusion. Les pastilles de combustible seraient injectées à grande vitesse dans la chambre de réaction, où des faisceaux d'électrons à haute énergie les enflammeraient. La première étape était censée soulever la Terre 46 000 tonnes de carburant, la seconde - une petite partie du navire avec 4 000 tonnes de carburant. Le carburant était censé être de l'hélium-3.
L'hélium-3 est incroyablement rare sur Terre, mais on pense qu'il est beaucoup plus abondant sur la Lune; il peut également être trouvé dans les nuages cosmiques. Recueillir le montant requis prendrait 20 ans. L'hélium-3 est également très difficile à allumer comme carburant car il nécessite beaucoup de chaleur. Mais si le projet avait grillé, l'appareil aurait accéléré à 12,2% de la vitesse de la lumière et aurait atteint l'étoile de Barnard en 50 ans.
En 2009, des recherches ont débuté dans le cadre du projet Icarus, qui devrait montrer ce que le voyage interstellaire peut devenir après tant d'années de progrès scientifique.
Monter un astéroïde
L'un des plus gros problèmes des voyages dans l'espace reste l'impact des rayons cosmiques. Si une personne prend 1000 jours pour se rendre sur Mars, elle recevra un tel rayonnement que les chances de développer un cancer passeront de 1 à 19%.
Le vaisseau spatial est fait de matériaux légers et les boucliers anti-rayonnement sont trop lourds. Par conséquent, un professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology estime que la meilleure façon de parcourir de longues distances est d'atterrir sur un astéroïde et de créer un tunnel sous sa surface.
L'astéroïde doit mesurer 10 mètres de large et à quelques millions de kilomètres de la Terre et de Mars pour que le plan fonctionne. Jusqu'à présent, cinq astéroïdes de ce type sont connus et tous passeront près de la Terre d'ici 2100. Le voyage sera à sens unique, car il n'y a pas d'astéroïdes qui volent dans les deux sens. Cependant, de nouvelles découvertes sont constamment en cours, par conséquent, nous trouverons peut-être un astéroïde volant de Mars vers nous au bon moment.
Voile solaire
Bien que les voiles ne soient guère de haute technologie par rapport aux normes actuelles, elles ont reçu une bonne mise à jour dans le contexte spatial. Au lieu d'utiliser le vent, ces voiles utiliseront l'énergie du soleil. Les voiles solaires donneront peu de poussée au vaisseau spatial, mais comme il n'y a pas de friction dans l'espace, ces voiles prendront progressivement de la vitesse.
Par exemple, une voile solaire de 400 mètres de large peut parcourir plus de deux milliards de kilomètres par an. C'est plus rapide qu'un navire à propulsion chimique ne peut passer. Ce serait également moins cher.
Les projets de voile solaire ne sont pas rares non plus. L'un de la NASA s'appelle Sunjammer, du nom d'une histoire courte d'Arthur Clarke. La voile Sunjammer peut être fabriquée en matériau Kapton et peut mesurer cinq microns d'épaisseur, peser moins de 20 kilogrammes et une fois emballée, elle peut être aussi grande qu'une machine à laver.
Une autre variante, créée en l'honneur de Carl Sagan, devrait entrer en orbite très prochainement. Il existe également une théorie selon laquelle une voile solaire pourrait emmener un vaisseau spatial vers un autre système solaire. Une telle voile aura la taille d'une grande ville et son centre actif sera un laser puissant.
Voile magnétique
La plupart des protons et électrons émis par le Soleil vont de 400 à 600 kilomètres par seconde. Une voile magnétique pourrait utiliser leur énergie et s'en éloigner. Une boucle de matériau conducteur peut produire un champ magnétique perpendiculaire au vent solaire, ce qui poussera l'engin dans la direction souhaitée.
Le problème est que la voile magnétique doit avoir une longueur de 100 kilomètres. Les technologies qui permettront de fabriquer une voile à partir d'un matériau supraconducteur de cette taille et de maintenir la température requise ne sont tout simplement pas disponibles actuellement. Les voiles magnétiques restent théoriques jusqu'à ce que la technologie soit développée.
Trou de ver
Originaires de la science-fiction, les trous de ver ont inspiré les gens depuis leur création en théorie en 1921. Bien que leur existence soit autorisée, aucune preuve directe n'a encore été trouvée. Les trous de ver sont essentiellement des tunnels dans l'espace à travers lesquels un objet, en théorie, peut passer. Dans le même temps, les trous de ver sont instables - si quelqu'un veut passer par l'un d'entre eux, ses murs peuvent s'effondrer.
Pour passer en toute sécurité à travers le trou de ver, l'engin doit utiliser la force anti-gravité. Les physiciens pensent que nous ne collecterons tout simplement pas assez d'énergie. S'il y a un trou de ver par lequel les gens peuvent passer, ce n'est certainement pas dans la nature; cependant, une civilisation suffisamment avancée pourrait le construire. Donc, jusqu'à ce que nous le rencontrions ou le construisions, le trou de ver restera une fiction de science-fiction.
Entraînement Warp
Popularisée par Star Trek, l'idée d'un lecteur de chaîne vous permet de voyager littéralement plus vite que la vitesse de la lumière sans enfreindre les lois de la physique. Néanmoins, les scientifiques croient en la possibilité de sa mise en œuvre. Le physicien Miguel Alcubierre a d'abord proposé l'idée: créer un vaisseau spatial en forme de ballon de rugby avec un anneau plat autour. Certes, pour que le vaisseau vole, vous avez besoin d'une boule d'antimatière de la taille de Jupiter.
Pour rendre un tel vaisseau spatial possible, Harold White de la NASA a apporté des modifications au projet. En théorie, son navire modifié nécessiterait beaucoup moins d'antimatière, de l'ordre de 500 kilogrammes. Il pourra plier l'espace-temps et atteindre une vitesse 10 fois plus rapide que la vitesse de la lumière. Le voyage vers l'étoile la plus proche prendra quatre à cinq mois.
Malheureusement, l'antimatière est extrêmement instable. Un tiers seulement d'un gramme d'antimatière peut libérer autant d'énergie que lors du bombardement d'Hiroshima. Le projet Antimatière in White sera tiré par 1,5 million d'Hiroshima, ce qui suffira à détruire la Terre.