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Nous n'irons pas dans l'espace - LetsPlayScience #3 (Part 3)
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♪[I was strolling on the Moon one day]
♪[In the merry merry month of December]
♪[May... May!]
♪[When much to my surprise... A pair of bonny eyes]
♪[Tudu tudu tudu]
[Alright this is a neat way to travel... Isn't that great ?]
Bonjour et bienvenue dans Let's Play Science,
une émission scientifique qui "VOUS" fait
participer pour répondre à des questions loufoques.
Nous avions vu qu'envoyer l'humanité
dans l'espace était une bonne métaphore pour
les objectifs d'un programme spatial très ambitieux,
et que ce type de tâche n'allait pas pouvoir
être accompli uniquement grâce aux fusées.
Tout un tas de méthodes alternatives
qui sont technologiquement à notre portée
pourraient envoyer des charges là-haut,
mais celles-ci demandent toutes de gros investissements
pour être rentables,
et pour l'instant nos programmes spatiaux sont trop
sous-dimensionnés pour investir dedans.
Mais que se passerait-il si nous y mettions les moyens ?
Que deviendrait le futur de l'exploration spatiale
s'il n'y avait plus de limites aux efforts
financiers ou humains que l'on investissait dedans ?
Il me semble que la première chose à faire
serait de ressortir des cartons
des projets de science-fiction qui
ont été proposés depuis longtemps.
Vous avez été extrêmement nombreux à citer l'ascenseur spatial,
cette superstructure qui consiste à étirer un câble très résistant
entre la planète et un contrepoids
situé entre 70 000 et 140 000 km de la surface,
puis à s'en servir pour grimper dans l'espace.
Konstantin Tsiolkovsky, dont on a déjà parlé
dans l'épisode précédent, avait déjà imaginé
que l'on pourrait construire une tour vers l'espace
qui serait érigée depuis le sol,
et aujourd'hui encore des projets similaires sont proposés,
Mais en fait, ces édifices construits depuis le sol
n'ont rien à voir avec les ascenseurs spatiaux.
Les ascenseurs sont des câbles qui sont en quelque sorte
pendus en équilibre depuis l'espace,
et qui ne s'appuient pas sur leur base.
Un véhicule un peu spécial se charge de grimper le long du fil,
et boum, vous avez un ascenseur vers l'espace.
Cette proposition a été longtemps plébiscitée
comme étant "LE" moyen par excellence
de réduire les coûts pour la conquête spatiale,
avec des estimations d'envoi du kilo en orbite
autour de quelques centaines de dollars par kilo
une fois que le système est en place.
Le gros problème de l'ascenseur spatial,
c'est qu'il est littéralement irréalisable actuellement.
Si on omet les problèmes techniques,
comme réussir à choper un astéroïde pour faire office de contrepoids,
réussir à construire un câble unique de 140 000 km de long
ou tout simplement emporter tout ce matos dans l'espace,
il reste une contrainte mécanique énorme :
le câble doit supporter une traction extrêmement
importante, celle de son propre poids.
La partie au niveau de l'orbite géostationnaire
doit supporter le poids de toute la partie plus proche de la surface,
et étant donné la longueur du câble,
si le matériau est dense comme de l'acier,
le poids serait monstrueux.
Bref avec les matériaux actuels, il est impossible
de réaliser un ascenseur spatial.
Beaucoup de gens très intelligents réfléchissent à la création
d'un nouveau matériau qui puisse remplir les conditions
de solidité et de légèreté nécessaires,
mais actuellement à part quelques propositions un peu spéculatives
d'utiliser des nanotubes de carbone
ou des nanofils de diamant,
rien de sérieux n'existe comme solution
à ce problème fondamental.
En fait, l'ascenseur spatial est un projet qui serait difficile
à réaliser, même avec ce matériau miracle :
le long câble serait soumis aux influences gravitationnelles de la Terre
et aurait tendance à osciller dangereusement,
les débris spatiaux fragiliseraient la structure,
le véhicule d'ascension
causerait des vibrations nocives au câble, etc etc.
De façon générale, l'incroyable taille du dispositif
et l'absence totale de redondance dans le système
rend la structure très vulnérable au moindre problème.
Il n'y a qu'un seul fil, pas de système de secours,
et la moindre micrométéorite qui sectionne le câble
peut détruire d'un coup un projet
à plusieurs dizaines de milliards de dollars.
Bref vous l'avez compris, je ne suis pas le plus enflammé
des partisans de l'ascenseur spatial sur Terre,
mais le principe pourrait en revanche s'appliquer avec profit ailleurs,
comme sur la Lune ou sur Phobos, le satellite de Mars.
En 2012, une campagne kickstarter pour concevoir
les plans d'un ascenseur spatial sur la Lune
a d'ailleurs été couronnée de succès,
et cet ascenseur là pourrait être réalisé aujourd'hui
avec des matériaux connus.
Donc sur de petits astres avec de faibles pesanteurs,
pourquoi pas, mais sur Terre, c'est plus compliqué.
Tout ceci n'est pas bien grave
parce que les ingénieurs sont des gens très créatifs
et qu'ils ont imaginé toutes sortes de solutions alternatives
au cours du 20ème siècle.
Ils ont par exemple imaginé le SkyHook,
dont une traduction approximative donnerait
"crochet céleste", un système proche de l'ascenseur spatial
mais 1000x plus petit, et qui pourrait être placé en orbite basse
à quelques centaines de kilomètres de la surface.
La conséquence est qu'il faudrait quand même utiliser un avion
ou une fusée pour atteindre cette échelle vers le vide intersidéral.
Deuxième problème : pour rester en orbite à si basse altitude,
le crochet céleste devrait aller super vite,
ou comme on l'avait vu dans la 1ère vidéo,
tomber très vite sur le côté pour ne pas s'écraser sur Terre.
La conséquence est que pour que notre avion
ou notre fusée puisse rejoindre le crochet,
il faudrait qu'il soit très rapide et qu'il dépense beaucoup d'énergie,
ce qui rends l'ensemble de la structure beaucoup
moins intéressante en terme économique,
et le prix du kilo envoyé dans l'espace
serait plus important que l'ascenseur spatial.
La réponse qui a été trouvée à ce problème
est de faire tourner le Skyhook afin que
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