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ATTEINDRE
LES ÉTOILES
Par Sébastien Carassou
Crédit : Bioware
⚫ Conte philosophique critique sociale
LES DISTANCES
DANS L’UNIVERS
« L’espace est immense. Vraiment immense.
On n’a franchement pas idée de sa stupéfiante et
considérablement gigantesque immensité.
Je veux dire qu’on peut croire qu’en gros ça fait loin
comme d’ici au bistrot du coin
mais en fait c’est de la gnognote
comparé aux dimensions de l’espace. »
Introduction du Guide du voyageur galactique
La lumière
L’objet le plus rapide de l’univers
Vitesse de la lumière dans le vide :
300 000 km/s
La sonde Voyager 1
L’objet le plus lointain jamais envoyé par l’Humanité
Distance actuelle de la Terre :
+ de 21 heures-lumière
Crédit : NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Les étoiles
les plus proches du Soleil
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Les étoiles
les plus proches du Soleil
Temps de trajet de Voyager 1 :
+ de 76 000 ans
Crédit : ESA/Gaia/DPAC
La Voie Lactée, notre galaxie
(cartographiée par le satellite Gaia)
Nombre d’étoiles estimé :
Entre 100 et 400 milliards
Vous êtes ici
La Voie Lactée vue de face
(vue d’artiste)
Crédit : Nick Risinger
100 000 années-lumière
Galaxie d’Andromède
Voie Lactée
Galaxie du Triangle
Notre voisinage galactique
(simulation informatique)
Crédit : Frank Summers (STScI), Gurtina Besla (Columbia
University), and Roeland van der Marel (STScI)
SE DÉPLACER
DANS LE COSMOS
I.
LA PROPULSION
CHIMIQUE
Crédit : SpaceX
Crédit : SpaceX
Crédit : SpaceX
Le principe d’action-réaction
(3e loi de Newton)
À toute action correspond
une réaction égale
et de direction opposée
L’équation de Tsiolkovsky
: vitesse d’éjection des gaz
: masse finale de la fusée
: masse initiale de la fusée
: gain de vitesse de la fusée
Problème :
Il n’y a pas assez de masse dans tout l'univers
pour accélérer une fusée à propulsion chimique
vers les étoiles !
(Vitesses d’éjection des gaz trop faibles)
II.
VOILES SOLAIRES
Crédit : 20th Century Fox
IKAROS
(JAXA, 2010)
Lightsail-1
(Planetary Society, 2015)
Un concept déjà testé
Lightsail 2 déployé dans l’espace
(Planetary Society, 2019)
Crédit : Planetary Society
Le projet
Breakthrough Starshot
(2016 - ?)
Crédit : BreakThrough Starshot
Objectif : prendre des photos rapprochées
de l’exoplanète Proxima b
(vue d’artiste)
Distance de la Terre :
4,2 années-lumière
Crédit : ESO/M. Kornmesser
Le projet
Breakthrough Starshot
(2016 - ?)
Crédit : BreakThrough Starshot
Coût estimé :
10 milliards de $
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Temps de trajet des nanosondes :
20 ans
Voyage vers Proxima Centauri
avec une voile photonique
(vitesse max : 20% de la vitesse de la lumière)
Crédit : Dreamworks Pictures
III.
LA PROPULSION
NUCLÉAIRE PULSÉE
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion nucléaire pulsée
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion nucléaire pulsée
Vitesse atteignable :
3% de la vitesse
de la lumière
Temps de trajet du vaisseau :
130 ans
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Voyage vers Proxima Centauri
avec un vaisseau à propulsion nucléaire pulsée
(vitesse max : 3% de la vitesse de la lumière)
Problème :
Remplir un vaisseau
d’explosifs nucléaires :
une bonne idée ?
Crédit : United States Department of Defense
Signature du traité d'interdiction partielle
des essais nucléaires
5 août 1963
Crédit : National Archives and Records Administration
IV.
LA PROPULSION À
FUSION NUCLÉAIRE
Crédit : Sony Pictures Entertainment
Crédit : Sony Pictures Entertainment
Le projet Daedalus
(1973-1978, British Interplanetary Society)
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Objectif : envoyer une sonde inhabitée
vers l’étoile de Barnard
en moins de 50 ans
(Deutérium, Hélium 3)
50 millions
de pastilles !
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à fusion nucléaire
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à fusion nucléaire
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à fusion nucléaire
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Voyage vers l’étoile de Barnard
avec un vaisseau à fusion nucléaire
(vitesse max : 12% de la vitesse de la lumière)
Temps de trajet du vaisseau :
50 ans
Crédit : Adrian Mann
111 m
200 m
50 000 tonnes
Crédit : Qiao Chen
Problème 1 :
Construire un vaisseau
de 50 000 tonnes
en orbite
Problème 2 :
On ne maîtrise pas encore
la fusion nucléaire
Crédit : Eye Steel Film
Problème 3 :
L’hélium 3 est très rare
sur Terre
Crédit : Retro Visor, Space Engine
V.
LA PROPULSION
À ANTIMATIÈRE
Crédit : 20th Century Fox
L’antimatière,
sœur jumelle de la matière
Crédit : Berkeley Lab
Hydrogène Anti-hydrogène
+
-
Matière et antimatière s’annihilent
Anti-électron
(positon)
Électron
Rayons
Gamma
Crédit : Atomic Archive
Explosion de Fat Man à Nagasaki (9 août 1945):
20 000 tonnes de TNT
Énergie libérée par l’annihilation
d’1g de matière et 1g d’antimatière :
~ 43 000 tonnes de TNT
+
-
L’annihilation d’un proton et d’un antiproton
Proton
Antiproton
Pions
Muons
+
-
L’annihilation d’un proton et d’un antiproton
Proton
Antiproton
Rayons
Gamma
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à antimatière
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à antimatière
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à antimatière
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à antimatière
Crédit : Colas Grasset
Principe de la
propulsion à antimatière
Temps de trajet du vaisseau :
40 ans
Crédit : IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa
Voyage vers Proxima Centauri
avec un vaisseau à antimatière
(vitesse max : 50% de la vitesse de la lumière)
Crédit : Retro Visor, Space Engine
Problème 1 :
Un vaisseau de
700 km de long !
Problème 2 :
L’antimatière est la
substance la plus chère
au monde
1 gramme = 1 million de milliards d’€
Crédit : Maximilien Brice and Julien Ordan/CERN
Crédit : Chukman So
Problème 3 :
L’antimatière est difficile
(et dangereuse !)
à stocker
Crédit : Bioware
Conclusion :
Atteindre les étoiles
est physiquement possible…
Mais extrêmement coûteux !
Pour aller plus loin

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