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En termes d’exploration spatiale, nos rêves deviennent réalité : voyage sur Mars pour 2030, ascenseur spatial pour 2050… Mais les voyages à des distances encore plus grandes sont limités par la vitesse atteinte par la technologie moderne, ainsi que par les modes de propulsion de ces voyages. Un ingénieur de la NASA propose le concept d’un moteur sans carburant, pouvant presque atteindre la vitesse de la lumière.
Le casse-tête de la propulsion à grande vitesse
À chaque action, sa réaction. C’est un des challenges constants de l’exploration spatiale : comment, selon la troisième loi du mouvement de Newton, fournir assez d’énergie à propulser dans un sens, afin de se diriger à grande vitesse vers l’autre ? Ce principe implique, en termes de technologie concrète, la combustion de quantités énormes de matière : c’est ce qui, jusqu’ici, nous a permis de nous extraire de la gravité terrestre et de nous déplacer dans l’espace. Mais une problématique du voyage interstellaire est le rapport entre la puissance à développer et la quantité de carburant nécessaire — on ne peut stocker ou compresser des millions de m3 de carburant pour faire durer les vols sur des mois ou des années, ou leur faire atteindre des vitesses s’approchant de la vitesse de la lumière.
Un ingénieur de la NASA, Ken Burns, a récemment proposé un modèle de propulsion qui permettrait de s’en passer. Ce moteur n’est pour l’instant que théorique et son projet indépendant de tout programme de l’agence américaine. Mais Burns assure que s’il est imparfait, il serait une alternative aux moteurs actuels (l’énergie solaire ne suffit pas encore à propulser des appareils), et permettrait d’atteindre, en théorie, une vitesse proche de celle de la lumière.
Le détournement de lois simples de la physique
Pour comprendre le moteur, imaginez une boîte, dans laquelle se déplace à vitesse constante et dans le sens de la profondeur une cloche, ou un poids, le long d’un câble (dans une situation n’admettant aucune déperdition d’énergie). Dans une situation de vide spatial, si les va-et-vient sont constants, la boîte se déplacerait dans un sens à chaque percussion de la cloche, puis à son retour, la boîte se déplacerait dans l’autre sens après la percussion : ce qui créerait une situation de surplace, car l’avancée est la même que le mouvement de recul.
Mais si la masse de l’objet percutant la boîte n’est pas la même dans un sens que dans l’autre, alors, malgré une décélération au moment de la percussion retour, un mouvement constant peut se créer dans une direction, accumulant de plus en plus de vitesse. (Pour plus de clarté, vous pourrez retrouver des animations sur cet article du New Scientist).
C’est le système qu’imagine Ken Burns, dans lequel un accélérateur de particules pourrait faire se percuter des ions d’un côté du moteur (dans le sens de la marche) à la vitesse de la lumière, avant de les décélérer dans le mouvement retour : de ce fait, développer de plus en plus d’énergie pour que le moteur propulse l’appareil dans une accélération constante.
Une ouverture vers les vols spatiaux du futur ?
Les résultats sont, en théorie, quasi-illimités : « Le moteur lui-même pourrait atteindre 99 % de la vitesse de la lumière avec assez de temps et d’énergie », explique Burns. Les ions n’ont pas à être remplacés, donc le moteur pourrait fonctionner indéfiniment en laissant une usure matérielle minime, et son efficacité pourrait être encore amplifiée par la récupération de l’énergie due à la décélération des particules.
Cependant, si les rendements de ce moteur sont en théorie quasiment illimités, l’infrastructure pour le faire fonctionner serait très lourde : en remplaçant le câble en ligne droite de l’exemple par une hélice le long de laquelle les ions voyageraient, le moteur devrait faire 200 mètres de long et 12 mètres de diamètre. 165 megawatts de puissance génèreraient 1 newton de poussée, qui est l’équivalent de la force appliquée sur la touche d’un clavier… Le moteur ne pourrait donc fonctionner que dans le vide spatial, où il n’y a virtuellement pas de phénomène de friction.
Burns y voit des applications possibles pour un satellite alimenté par l’énergie solaire, ou un voyage interstellaire, où un réacteur nucléaire fournirait l’énergie. Et si l’ingénieur admet que ce moteur n’a vocation qu’à être amélioré, modifié, ou peut-être même de rester au stade de l’idée, il n’en est pas moins que son invention « pourrait être le seul moteur pour voyage interstellaire de longue durée fondé sur une technologie existante ».
Par Victor Chevet, le
Source: NewScientist
Étiquettes: NASA, lightspeed, Interstellar travel
Catégories: Actualités, Espace
PAS MAL ?MAIS JE SUIS PLUS POUR UN RÉCUPÉRATEUR DE GAZ SPATIALE DE TYPE H2O DANS l espace concentration de molécule gelés dirigé dans une canule chauffante puis consommé part le moteur a (hidrogen 2 (énergie infinie et plus sur
pour ce qui est de voyagé a presque la vitesse de la lumiere c’est pour l’instant de la fx ,contrainte de voyage a grande vitesse dans l’espace très froid pas de protection (type bouclier pour la structure ,déformation des matériaux a tgv
pour le réacteur nucléaire pas assez fiable pour allez dans le vide stellaire,plus un mixte nucléaire gaz sans danger consommé directement par le moteur
le réservoir c’est l’espace,c’est a dire une pousser permanente et constante permettant de calculé les paramètre de résistance d’une future structure
polymère,pour palier au enjeux de résistance a grande vitesse
j’aime bien l’idée quand même
ps une epr miniaturisé serait plus fiable
Où prenez vous l’énergie pour chauffer la canule ? PS votre texte est plein de fautes d’orthographe …
L’important c’est le fond, moins la forme….
J’espère que vous êtes meilleur en physique qu’en orthographe… mais j’en doute.
Près de 30 fautes en quelques lignes, sans compter la ponctuation…
Comment voulez-vous être pris au sérieux ?
avec toutes les fautes de cancre que tu fais on n’est pas arrivé
Pour répondre a tous, l’orthographe ne fait pas le génie
Et les bons « orthographeurs » n’ont très souvent rien de concret a proposer
même des hommes analphabètes et complètement illettrés ont su se démarquer par leurs idées
Comment adhérer à un article pseudo-scientifique truffé de fautes d’orthographe ? La rigueur scientifique ne commence-t-elle pas par le respect de règles simples ?
a suivre de prés !
Pardon, mais l’idée d’un moteur sans consommation d’énergie et qui permet d’atteindre les vitesses les plus élevées est une hérésie au principe d’entropie.
Déjà, le modèle de base est contestable (a savoir que l’objet, a chaque percutions de la boite, repartirait avec la même inertie dans l’autre sens, « sans déperdition » d’énergie. Un impact génère un minimum d’énergie, et même faible, cela est susceptible de « ralentir » la vitesse de l’objet, qui finirait donc par s’arrêter si on le laisse assez longtemps.
Ensuite, ce modèle part du principe de 0 friction, ce qui est très théorique, même dans l’espace.
Enfin, et surtout : Le processus de changement de la masse du percuteur nécessiterait une consommation d’énergie !
Ici, l’idée est plus d’effectuer un moteur inertiel, ou une faible quantité d’énergie consommée (et régulière, a savoir l’absorption & restitution de matière), ferait s’accumuler de l’énergie dans un sens unique. Je ne dis pas que l’idée est inintéressante, mais je pense qu’elle ne résistera pas a l’épreuve de la pratique, lorsqu’on ajoutera les principes de friction et d’entropie. Et l’inertie d’un tel moteur avant d’atteindre des vitesses si importante pourrait théoriquement durer un sacré bout de temps ! Vous imaginez un moteur qui mettrait des années avant d’atteindre sa vitesse de croisière ?