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Décollage dans 3, 2, 1...

Les fusées c’est fini : la conquête de l’espace se fera désormais sans elles

Publié le 25 novembre 2016
Si la conquête de l'espace est plutôt sexy, les décollages des navettes spatiales n'ont rien de glamour : incroyablement coûteux, polluants, bruyants et énergivores. Il existe pourtant d'autres pistes pour nous envoyer dans l'espace, mais elles ne sont pas encore assez avancées pour constituer une réelle alternative.
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Si la conquête de l'espace est plutôt sexy, les décollages des navettes spatiales n'ont rien de glamour : incroyablement coûteux, polluants, bruyants et énergivores. Il existe pourtant d'autres pistes pour nous envoyer dans l'espace, mais elles ne sont pas encore assez avancées pour constituer une réelle alternative.

Avant que l'espace ne libère les astronautes de la gravité qui règne sur Terre, s'en défaire est une mission des plus périlleuses. Pour s'arracher au sol terrien, les propulseurs de la fusée qui emmènera la navette en orbite produisent une quantité d'énergie phénoménale dans un fracas monstre. Le tout fait difficilement léviter les dizaines de tonnes que pèse l'engin, avant de l'emmener aux 40 kilomètres d'altitude où la gravité commence à s'évanouir. Des surchauffes peuvent être dramatiques, comme l'illustre l'explosion de la navette spatiale Challenger survenue en 1986 peu après son décollage, qui avait coûté la vie à ses 7 membres d'équipage.

La conquête spatiale demande également un énorme investissement financier, puisque, en plus de l'argent alloué à la recherche, chaque décollage effectué par l'Agence spatiale américaine (Nasa) coûte quelque 500 millions de dollars. La société privée SpaceX a réussi à réduire les frais à 83 millions de dollars, mais on avouera que ça reste une belle somme. Et si l'on en croit l'éminent scientifique Stephen Hawking et sa récente prédiction un poil catastrophiste selon laquelle l'humanité périra si nous ne nous installons pas sur une autre planète d'ici 1000 ans, il vaudrait mieux que l'on rende les décollages spatiaux un peu plus abordables. Le futurologue canadien George Dvorsky s'est permis de donner quelques alternatives dans un article paru sur le site Gizmodo. Accrochez-vos ceintures.

Propulsion laser et avions porteurs

Le carburant de fusée n'est pas très sain pour l'environnement – notez l'euphémisme. Tous ces composés chimiques sont brûlés pour produire l'énergie suffisante au décollage d'une fusée. Mais n'y aurait-il pas un système plus propre, et surtout moins cher ? Eh bien si : la propulsion laser. Capables d'abattre des drones, les lasers pourraient selon l'étude menée par les scientifiques russes Yuri Rezunkov et Alexander Schmidt, créer un nuage de plasma au contact avec la surface adéquate de l'appareil et produire une quantité phénoménale d'énergie.

Nous pouvons également nous pencher sur les cas des avions-lanceurs, des aéronefs qui pourraient rapprocher les navettes de l'orbite et ainsi économiser une quantité conséquente de carburant. De même, la gravité, moins forte à haute altitude, permettrait un lancement plus aisé. On retrouve dans cette catégorie d'avions le prototype Dream Chaser de l'entreprise Sierra Nevada, le Boeing X-37B qui avait secrètement passé plus de deux ans en orbite, ou encore l'avion porteur EVE de la branche aéronautique du géant américain Virgin, Virgin Galactic, que l'on peut admirer en vidéo.

Ascenseur spatial et propulsion captive

Comment ne pas passer à côté de l'ascenseur spatial, cette idée folle née dans les années 1950 d'un gigantesque ascenseur qui relierait le sol à l'orbite terrestre ? Une telle structure pourrait en théorie acheminer toutes sortes d'objet (dont des navettes spatiales) dans l'espace à une vitesse impressionnante induite par une propulsion laser, à laquelle ne s'opposerait pas la pesanteur. Vous vous dites sûrement que sous l'effet de la gravitation, ce tube serait totalement courbé ? Eh bien figurez-vous que cela ne serait pas le cas, pour la simple et bonne raison physique qui est que si sa longueur est supérieure à la distance qui sépare le sol de l'orbite, le câble serait maintenu droit et tendu par la force centrifuge. Planté dans l'océan pour davantage de stabilité, ce tube que les scientifiques imaginent en nanotubes de carbone ou en un alliage de minuscules diamants et de fibre de carbone serait tout de même difficile à construire et à mettre en place. Il s'agirait d'un chantier qui durerait des décennies. De plus, un tel ascenseur serait sujet à de dangereuses vibrations et oscillations, mais également exposé aux plus de 20 000 débris qui gravitent autour de la Terre.

Mais cet ascenseur serait-il forcément planté dans le sol ? C'est là qu'un concept d'acheminement à l'espace intervient : le système de propulsion captive, aussi appelé skyhook. Cette structure s'articulerait autour d'une station en orbite qui déploierait de très longs câbles capables d'atteindre l'atmosphère, auxquels on attacherait les objets, denrées ou navettes spatiales afin qu'elles soient ramenées dans l'espace. Selon le site spécialisé Orion's Arm, le skyhook devrait être situé entre 100 et 300 kilomètres d'altitude pour permettre un compenser efficacement la force induite par la gravité. La navette à tracter devrait se placer à la limite de l'atmosphère terrestre pour que les conditions d'acheminement soient optimales. Toutefois, le déroulé de l'opération pourrait être délicat, alors qu'une seule erreur de trajectoire pourrait mettre un terme au processus et ruiner tous les efforts consentis.

Il existe encore plusieurs autres concepts de ce qui s'apparenterait à une sorte d'ascenseur spatial, tel que la fontaine spatiale ou le launch loop, le premier dispositif fonctionnant grâce aux flux de particules, le deuxième grâce à l'énergie magnétique. Le site spécialisé Popular Mechanics leur avait consacré un article explicatif. Finissons enfin avec ce que son inventeur, le chercheur en nanotechnologies John Storrs Hall appelle le Space Pier (comprenez "l'embarcadère spatiale, moins glamour en français) : une gigantesque structure de 100 kilomètres de haut pour 300 kilomètres de long en forme de pont le long duquel seraient propulsées les navettes. L'un des projets les plus théoriquement faisables, mais auquel se confronte la problématique du coût d'un tel chantier, qui se compterait facilement en dizaines de milliards de dollars.

Énergie cinétique et énergie mécanique

Terminons enfin avec deux autres systèmes qui pourraient bien révolutionner la manière dont nous lançons des navettes dans l'espace. Le premier, appelé Magnetic Satellite Launch System, ressemble à un parcours de voitures pour enfant. Il s'agit d'un long rail formant une immense lettre Q, à même le sol. La queue de la lettre en question étant la rampe le lancement pointant vers le ciel. Il s'agit là de faire gagner la navette en vitesse alors qu'elle accomplit plusieurs tours de parcours, à l'aide d'énergie électrique et magnétique. Une fois la vitesse désirée atteinte, la navette n'aurait qu'à s'engager sur la rampe au tour suivant et prendre son envol. Cependant, l'énorme consommation d'énergie électrique utilisée pour induire une telle vitesse serait problématique, tout comme la gravité qui règne sur Terre.

Le second projet est bien plus intéressant, d'autant plus qu'il utilise une grande part d'énergie mécanique. Appelée Slingatron, cette structure en forme de spirale se sert du mouvement d'un objet central pour induire une vélocité décuplée, de la même manière que fonctionnent les frondes, ces armes de jet utilisées durant l'Antiquité et grâce à laquelle le jeune David vainquit Goliath dans la Bible et le Coran. Vous n'y voyez pas clair ? Cette vidéo devrait vous aider à comprendre.

En théorie, le Slingatron devrait amener les objets qu'il propulse à une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde. Toutefois, les chercheurs estiment qu'un tel dispositif ne pourrait pas propulser de navette spatiale en orbite, mais plutôt de l'eau ou du carburant.

Il n'y a pas à dire : les idées ne manquent pas. Il serait peut-être temps que les agences spatiales mettent de côté l'archaïque lanceur spatial que nous connaissons pour se consacrer à des alternatives moins coûteuses, plus pratiques et efficaces. Inévitable, si l'on veut un jour faire quitter l'humanité de son nid.

 

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