Projet Orion
Les projets actuels de vaisseaux interstellaires utilisent tous un mode de propulsion basé sur la fusion thermonucléaire.
La fusion thermonucléaire
Cela consiste à fusionner des noyaux d'hydrogène
ensemble pour former des noyaux d'hélium.
Pour le moment, la
fusion n'existe qu'à l'état non controlé (dans
les bombes H) mais de gros travaux théoriques et expérimentaux
sont en cours sur ce mode de production d'énergie.
Les centrales nucléaires actuelles sont à fission, ils cassent
de gros noyaux d'uranium pour produire de l'énergie, ici il
s'agit du mécanisme contraire qui consiste à fusionner des
atomes légers (hydrogène) ; il s'agit là de la
réaction la plus énergétique de l'Univers. Sans
compter que la carburant se trouve être tout simplement de l'eau
(H2O contient deux atomes d'hydrogène) ... fini les problèmes
de matières premières.
Les premieres centrales expérimentales à fusion sont attendus pour le début du siècle prochain en attendant les véritables centrales. Actuellement, nous avons franchit le critère de Lawson où l'énergie produite est supérieure à l'énergie fournit pendant de brefs instants. Mais les difficultés sont encore nombreuses, il s'agit ni plus ni moins que de recréer des Soleils artificiels sur Terre. La densité et la température au coeur du réacteur sont gigantesques (100 millions de degrés pour la température).
Les projets actuels
Les vaisseaux interstellaires devront étre construits en orbite terrestre et demanderaient des investissements économiques considérables à l'échelle d'une planète toute entière.
Le projet Orion est sans doute le plus faisable des vaisseaux interstellaires à l'heure actuelle puisqu'il utilise la fusion non controlée pour se déplacer. Il se sert en fait l'explosion de bombes à hydrogène pour se propulser par saccades. Il s'agirait là d'une manière élégante et utile de se débarrasser de ces engins de la mort qui planent sur nos têtes. Malheureusement, l'explosion d'armes nucléaires est interdite par un traité international, ce qui a mis fin aux études sur ce projet.
A l'inverse, Deadalus nécéssite l'utilisation d'un moteur àe fusion controlée, technologie non encore disponible à l'heure actuelle. La carburant (hydrogène) serait embarqué à bord du vaisseau au moyen de grands containers (les sphères en jaune sur le dessin). Ce vaisseau (ainsi que celui d'Orion) pourrait atteindre des vitesses relativistes de l'ordre de 10% de la vitesse de la lumière. Un voyage vers l'étoile la plus proche, Alpha du Centaure, à une distance de 4,3 années lumière, ne prendait que 43 ans, soit un temps inférieur à une vie humaine. La dilatation du temps, imposée par la relativité restreinte, n'est pas trop importante sur ces échelles de temps et d'espace. Evidemment, ce système stellaire n'est pas un cible de choix car il s'agit en fait d'un système triple mais il a l'avantage d'être le plus proche et par conséquent le plus rapide à atteindre.
Contrairement aux vaisseaux Deadalus et Orion, le projet Ramjet préconise l'utilisation de l'hydrogène interstellaire comme carburant. Celui-ci serait recueilli au moyen d'un immense collecteur de plusieurs centaines de kilomètres de large. La taille étant nécessairement importante due à la faible densité interstellaire, on trouve en moyenne un atome d'hydrogène tous les dix centimètres cube, le volume d'un gros grain de raisin. Ces atomes seraient alors accélérés et alimenteraient un moteur nucléaire à fusion. Du à sa faible masse intiale (pas de carburant au décollage, qui représente traditionnellement 95% de la masse d'une fusée), Ramjet serait capable d'atteindre des vitesses relativistes assez rapidement et représente actuellement le vaisseau le plus rapide étudié (mais aussi le plus complexe à mettre en oeuvre !).
La dilatation du temps
La relativité restreinte impose une dilatation du temps lorsqu'on s'approche de la vitesse de la lumière. Plus la vitesse devient importante, moins le temps s'écoule vite pour le voyageur. Bien sur, si vous mesurez les battements de votre coeur, celui-ci sera toujours à la même vitesse, de même pour un observateur resté sur Terre. Mais vu depuis la Terre, votre coeur semblera battre très lentement ainsi les échelles de temps changent. L'information atteindra la Terre avec de plus en plus de mal au fur et à mesure que votre vitesse se rapprochera de la vitesse de la lumière, d'où l'impression de ralentissement du temps.
Si l'on suppose que le vaisseau accélère avec une valeur
de 1 g (environ 10 m/s2) durant la moitié du parcours et
décélère avec la même valeur durant la
deuxième partie du voyage, on atteint des objectifs lointains
très rapidement.
Ainsi un voyage vers l'étoile de Barnard située à
seulement six années lumières ne prendrait que 8 ans, temps
de bord. Pour attindre le centre de la Voie Lactée, il ne suffirait
que de 21 ans et M31, la galaxie comparable à la notre la plus
proche ne demanderait que 28 ans, temps de bord. Bien sur, pour des
observateurs restés sur Terre, les temps seraient différents,
les 21 ans de voyage pour un observateur sur Terre equivaudraient à
30 000 ans pour lui. Si vous pouviez atteindre la vitesse de la
lumière, vous deviendriez éternel aux yeux d'un
observateur immobile ! Inutile de préciser qu'il est
impossible d'atteindre ou de dépasser cette vitesse limite pour
un objet massif (seule les particules de masse nulle comme la lumière, possède cette vitesse).
Les voyages relativites permettent d'atteindre des distances astronomiques dans l'échelle de temps d'une vie humaine mais sans possibilité de retour puisque le voyageur ne pourrait revenir qu'avec des décalages temporels trop importants pour être intéressants. Quel intérêt de faire le tour de la Galaxie pour revenir sur une Terre vieillies de plusieurs millions d'années ?
Des voyages sans retour
Une meilleure solution pour conquérir la Galaxie serait plutot d'utiliser des vaisseaux lents, sans dilatation du temps importante. Il s'agirait de vaisseaux sans retour où seuls les descendants atteindraient la destination finale.
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